第六章环境样品前处理技术.ppt

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,环境样品前处理新技术,样品前处理的重要性,为什么要进行样品前处理？,*,环境样品欲测成分含量低（,ppm,，,ppb,，,ppt,级）,*,干扰,*,有些样品不能直接进样、无响应、污染测试系统,样品前处理的目的,*,浓缩被测定组分的作用,*消除基体对测定的干扰，提高监测灵敏度,*,便于样品的储存和运,*减少对仪器的损伤，延长仪器的使用寿命,1,样品预处理,Sample pre-reatment,样品预处理的目的：,使样品的状态和浓度适应所选择的分析技术,样品预处理的依据：,物质性质,（生物样品的有机分子或元素等）,干扰情况,（是否需要分离等）,测定方法,（是否需要富集等）,样品预处理的原则：,防止待测组分的损失,避免引入干扰,样品采集,样品处理,分析测定,数据处理,报告结果,6.0%,61.0%,6.0%,27.0%,占整个分析过程所用的时间,2,分离与富集的概念,分离（,Separation,）：分离是将欲测组分从试样中单独析出，或将几个组分一个一个地分开，或者根据各组分的共同性质分成若干组。,富集（,Preconcentration,）：富集被认为是分离的一种，即从大量试样中搜集欲测定的少量物质至一较小体积之中，从而提高其浓度至测定下限之上。,传统的样品前处理方法,样品前处理的分类,Off-line pretreatment,脱机处理（单元处理）：每个处理过程独立完成，与下一步处理或样品测定分开。,A,：灵活、方便；,D,：容易引入误差；,On-line pretreatment,联机处理：将处理好的样品直接引入到分析测试系统，最大的优点是避免人工转移样品，降低分析误差，可自动操作。,新型的样品前处理技术,固相萃取,固相微萃取,Stir-bar,萃取,超临界流体萃取,加速溶剂萃取,微波萃取,超临界水萃取,液体样品,固体样品,固相萃取技术,一、固相萃取概念,二、固相萃取原理,五、,HPLC,与,SPE,的比较,三、装置及操作程序,四、溶剂的选择,六、固相微萃取,七、气体萃取（顶空技术）,基本原理,固相萃取,(SPE),，又称固液微处理小柱技术。它是利用选择性吸附与选择性洗脱的液相色谱分离原理，使液体样品通过一吸附剂小柱，保留其中某些组分，再选用适当的溶剂冲洗杂质，然后用少量溶剂迅速洗脱，从而达到快速分离净化与浓缩的目的。固相萃取微处理小柱通常由粒径为,40,m,的各种不同的填料（活性炭、硅藻土、氧化铝、硅胶、反相、离子交换等）压缩于聚丙烯塑料管,固相萃取仪,固相萃取分离法,优点,：,它们具有分离速度快、操作简单、萃取效率高、无乳化等特点，在环境分析、药物分析、形态分析等方面有广泛应用，尤其适用色谱分析样品前处理。,固相萃取,(Solid-phase extraction,，,SPE),和固相微萃取,(Solid-phase microextraction,，,SPME),是两种从各类复杂样品中提取净化微量待测组分的新技术,一、固相萃取,(SPE),概念,SPE,：,Solid Phase Extraction,是一种液相色谱分离，利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物与干扰化合物分离，达到分离和富集目标化合物的目的。,慢,中等,快,淋洗液,二、固相萃取的模式及原理,反相固相萃取,正相固相萃取,离子交换固相萃取,阴离子交换,阳离子交换,固相萃取选择分离模式和吸附剂时还要考虑以下几点：,1.,目标化合物在极性或非极性溶剂中的溶解度，这主要涉及淋洗液的选择。,2.,目标化合物有无可能离子化（可用调节,pH,值实现离子化），从而决定是否采用离子交换固相萃取。,3.,目标化合物有无可能与吸附剂,形成共价键,，如形成共价键，在洗脱时可能会遇到麻烦。,4.,非目标化合物与目标化合物在吸附剂上吸附点上的竞争程度,，这关系到目标化合物与干扰化合物是否能很好分离。,（一）、反相,固相萃取,流动相：极性（水溶液）或中等极性,固定相：非极性。,分离对象：中等到非极性物质。,分析物中的,CH,键,+,硅胶表面官能团吸附极性溶液中的有机分析物保留在,SPE,。,所用的吸附剂和目标化合物通常是非极性的或极性较弱的，主要是靠非极性非极性相互作用，是范德华力或色散力。,用非极性溶剂解吸吸附在固定相中的目标物质。,1,、反相固相萃取原理,2,、常用反相固相萃取柱,LC-18,、,LC-8,：,标准的单键合硅胶,ENVI-18,、,ENVI-8,：,聚合键合类填料,ENVI-Chrom P,：,苯乙烯：疏水,ENVI-Carb,：,含碳,（二）、正相固相萃取,流动相：非极性、中等极性,固定相：极性。,分析物质：极性、中等极性、非极性,1,、正相固相萃取原理,取决于目标化合物的极性官能团与吸附剂表面的极性官能团之间相互作用,，其中包括了氢键，,键相互作用，偶极偶极相互作用和偶极诱导偶极相互作用以及其他的极性极性作用。,用比样品本身更极性的溶剂洗脱吸附的分析物质。,本节首页,退出本章,极性官能团键合硅胶,LC-CN,，,LC-NH,2,，,LC-Diol,极性吸附物质,LC-Si,，,LC-Florisil,，,ENVI-Florisil,，,LC-Alumina,2,、常用正相固相萃取柱,（三）、离子交换固相萃取,适用于带有电荷的化合物（水溶液、有机溶液）。,原理：静电吸引，化合物上的带电荷基团与键合硅胶上的带电荷基团之间的吸引。,分为：阴离子交换和阳离子交换。,1,、阴离子（负电荷）交换,LC-SAX,、,LC-NH,2,：,脂肪族季铵类盐,+,硅胶,2,、阳离子交换,LC-SCX,：,磺酸基；,LC-WCX,：,羧酸基团,流,动,相,（四）溶剂极性的影响,目标化合物在极性,/,非极性溶剂中的,溶解度,，这主要涉及淋洗液的选择。,目标化合物有无可能,离子化,（可用调节,pH,值实现离子化）。,（四）溶剂极性的影响,目标化合物有无可能与吸附剂形成,共价键,。,在吸附剂上吸附点的,竞争程度,，关系到能否很好分离。,三、固相萃取的装置及操作程序,固相萃取的装置,筛板,筛板,筛板,1,、固相萃取的装置,2,、操作程序,（,1,）、活化吸附剂,萃取之前要用适当的溶剂淋洗小柱，以使吸附剂保持湿润，可以吸附目标化合物或干扰化合物。,（,2,）、上样（吸附）,样品倒入活化后的固相萃取小柱，然后利用抽真空，加压或离心的方法使样品进入吸附剂。,3,、洗涤（去除杂质）,在样品进入吸附剂，目标化合物被吸附后，可先用较弱的溶剂将弱保留干扰化合物洗掉。,4,、洗脱和收集,再用较强的溶剂将目标化合物洗脱下来，加以收集。,活化吸附剂,进,样,洗 涤,洗 脱,四、,SPE,分离机制与溶剂的选择,分离机制,典型的弱溶剂,（保留条件）,典型的强溶剂,（洗脱条件）,反相,SPE,缓冲液或低浓度的甲醇或乙腈,乙腈、甲醇或溶剂与水的混合物,正相,SPE,正己烷、甲苯等,二氯甲烷、甲醇等,阳离子交换,SPE,低离子强度缓冲液,(0.1mol/L),高离子强度缓冲液（,0.1mol/L),低反离子强度,高反离子强度,阴性离子交换,SPE,低离子强度缓冲液（,0.1mol/L),五、,HPLC,与,SPE,的比较,HPLC,SPE,硬件（柱子）,不锈钢柱,塑料柱,颗粒度,(,um,),5,40,颗粒形状,球型,(,均匀）,球型（不均匀）,塔板数,20,25,，,000,100,1,、柱子的比较,柱接头,螺帽,柱管,过滤片,型号：,C,18,柱管,筛板,固定相,尖端,？,N=L/H,2,、塔板数的比较,