1 样品前处理技术
1.1 固相萃取(solid.phase extraction,SPE)
固相萃取法是7O年代在液固萃取和柱
液相色谱的基础上发展起来的一种相对较老的样品预处理技术,主要用于
液相色谱分析的样品前处理,其原理是利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附,与样品的基体和干扰化合物分离,然后再利用洗脱液洗脱或加热解吸附,达到分离和富集目标化合物的目的 。1980年以后, 国外将此项技术扩展,用于
气相色谱法分析农药残留量的样品前处理。
根据固相萃取柱中填料的不同,SPE主要可分为以下几种类型[6】:
(1)正相固相萃取:柱中填料都是极性的,如硅胶、氧化铝、硅镁吸附剂等,用来萃取(保留)极性物质。
(2)反相固相萃取:柱中填料通常是非极性的或是弱极性的,如C8、C1 8、苯基柱等,所萃取的目标化合物通常是中等极性到非极性的化合物。
(3)离子交换型固相萃取:柱中填料是带电荷的离子交换树脂,如NH:,所萃取的目标化合物是带电荷的化合物。
此外,也可以利用抗原抗体反应或配体.受体结合的原理制备亲和型固相萃取,可进行选择性洗脱。但是抗体和受体的制备比较困难,对有机溶剂敏感,所以在实际应用上受到限制。
固相萃取操作步骤包括柱预处理、加样、洗去干扰组分和回收待测组分四个部分。其中加到萃取柱上的样品量取决于萃取柱的尺寸、类型、待测组分的保留性质以及待测组分与基质组分的浓度等因素。SPE的另一种分离情况是杂质被保留在柱上,待测组分通过柱。样品被净化但不能富集待测组分,也不能分离保留性质比待测组分更弱的杂质,即净化不完全。
与传统的液液萃取法相比,固相萃取克服了液/液萃取技术及一般柱层析的缺点, 具有待测组分的高回收率,并能有效地将待测组分与干扰组分分离, 萃取过程简单快速、溶剂省、重现性好, 一般分析只需5~10min,是液.液萃取法的1/10,所需溶剂也只有液.
液萃取法的10%,并减少了杂质的引入,减轻了有机溶剂对人身和环境的影响[41。
1.2 固相微萃取(solid.phase microextraction,SPME)固相微萃取技术是在1990年由加拿大Waterloo大学的Pawliszyn及Arhturhe首次提出,1994年即被应用在农药检测中[7】。固相微萃取技术是在固相萃取技术基础上发展起来的一种萃取分离技术,它克服固相萃取吸附剂孔道易堵塞的缺点,是一种无溶剂,集采样、萃取、浓缩、进样于一体的样品前处理新技术。固相微萃取装置类似普通样品注射器, 由手柄和萃取头两部分组成。萃取头是一根涂有不同固定相或吸附剂的熔融石英纤维,石英纤维接不锈钢针,外套不锈钢管(用来保护石英纤维),纤维头可在不锈钢管内伸缩【B1。
固相微萃取的萃取模式主要可分为两种:直接法,即将石英纤维暴露在样品中, 主要用于半挥发性的气体、液体样品萃取;顶空法,将石英纤维放置在样品顶空中,主要用于挥发性固体或废水水样萃取 。
固相微萃取包括吸附和解吸两个过程,即样品中待测物在石英纤维上的涂层与样品间扩散、吸附、浓缩的过程和浓缩的待测物解吸附进入分析仪器完成分析的过程。吸附过程中待测物在涂层与样品之间遵循相似相溶原则,平衡分配。这一步主要是物理吸附过程。解吸过程随固相微萃取后续分离手段不同而不同,对于
气相色谱(GC),萃取纤维直接插入进样口进行热解吸,对于高效
液相色谱(HPLC),需要在特殊的解吸室内以解吸剂解吸【91。固相微萃取的选择性、灵敏度可通过改变石英纤维表面固定液的类型、厚度、pH值、基质种类、样品加热或冷却处理等因素来实现【l0】。目前商业化的固相
微萃取纤维涂层主要有碳酸.模板树J]~(car-boxen.PTR)、聚二甲基硅氧烷.二乙烯苯(PDMS.DVB)、聚丙烯酸酯(PA)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)等,其极性依次由强变弱。对于不同极性的样品应选取不同的固定相。表1为常用的固定相及其萃取对象⋯, 】。
固相微萃取的选择性可以通过改变涂渍材料或涂层厚度来调节;加入盐或调节pH可以改善难提取化合物的回收率;SPME所用的纤维价格便宜且能重复使用(可用5O次以上)。固相微萃取比其他任何提取技术都快,一般只需15min(固相萃取需1h,而液.液萃取需4~8h),而且只需少量样品。
目前固相微萃取主要与GC/MS联用,用来分析环境、医药、食品和动植物样品中挥发和半挥发性农药残