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液相色谱仪分析样品时常见的预处理方法

2018-09-29

液相色谱仪分析样品的预处理方法有过滤、离心、加速溶剂萃取、超临界流体萃取、固相萃取、固相微萃取、液相微萃取和衍生化等。

一、过滤
常用的滤膜材质有纤维素、聚四氟乙烯和聚酰胺。其中聚酰胺应用广,是亲水材料,适合水溶液的过滤,不被HPLC常用溶剂所腐蚀,不含添加剂。
加速溶剂萃取
1、原理:
加速溶剂萃取是在提高温度(50~200℃)和压力(10.3~20.6MPa)下,用溶剂萃取固体或半固体样品。
2、特点:
与传统萃取方式相比,加速溶剂萃取具有溶剂用量少、快速、对不同基体可用相同的萃取条件、萃取效率高、选择性好、使用方便、安全性好和自动化程度高等特点。

二、超临界流体萃取
超临界流体萃取是利用超临界流体对物质的特殊溶解性能原理而建立的萃取方法。
超临界二氧化碳作为常用的萃取剂已被广泛应用于天然药物中非极性和弱极性有效成分的提取。

三、固相萃取
1、原理:
固相萃取是通过采用选择性吸附和选择性洗脱对样品进行富集、分离和净化,可以将其近似地看作一种简单的液固色谱过程。
2、固相萃取方法:
(1)使液体样品溶液通过吸附剂,保留其中被测物质,然后选用适当强度溶剂冲去杂质,再用少量溶剂迅速洗脱被测物质,从而达到快速分离净化和浓缩的目的。
(2)可选择性吸附干扰杂质,让被测物质流出。
(3)可同时吸附杂质和被测物质,再使用合适的溶剂选择性洗脱被测物质。

四、固相微萃取
1、原理:
固相微萃取是基于涂敷在纤维上的高分子涂层或吸附剂和样品之间的吸附-解吸平衡原理,集采样、萃取、浓缩和进样于一体的无溶剂的样品微萃取方法。
2、常用固相微萃取方法:
(1)直接固相微萃取:适用于气体基质和干净的水基质。
(2)顶空固相微萃取:适用于任何基质,尤其是直接固相微萃取的脏水、油脂、血液、污泥和土壤等。
(3)膜固相微萃取:通过选择性高分子渗透膜将样品与萃取头分离,进行间接萃取。渗透膜的作用是使萃取头不被基质污染,提高萃取的选择性。但由于样品中待分析物必须通过渗透膜才可以接触到萃取涂层,因此会延长萃取平衡时间。可用于悬浊液等较脏基质中非挥发性有机物的监测。
(4)毛细管固相微萃取:将气体或液体样品通过内壁键合萃取剂的石英毛细管,使待分离组分从样品中萃取出来,具有富集倍数高和萃取平衡时间短等特点。
3、优点:
(1)集采样、萃取、浓缩和进样于一体,操作方便,测定快速。
(2)克服了固相萃取回收率低,吸附剂孔道易堵塞的缺点。
(3)无需任何有机溶剂,是真正意义上的固相萃取,避免了对环境的二次污染。
(4)操作费用更加低廉。
(5)仪器简单,适合现场分析。
4、缺点:
(1)纤维头价格较贵且易碎,使用寿命较短。
(2)涂敷在纤维上的高分子涂层或吸附剂在使用过程中会有部分丢失。
(3)纤维头具有记忆效应,存在交叉污染。
(4)固相微萃取与HPLC联用时,需要专门的解吸装置,分析物解吸完全需要相当长的时间。


五、液相微萃取
液相微萃取是基于样品和微升级甚至纳升级有机溶剂之间的分配平衡原理,集采样、萃取和浓缩于一体的环境友好的样品微萃取方法,特别适合环境样品中痕量和超痕量污染物的分析。

1、直接液相微萃取:
(1)原理:
利用悬挂在色谱微量进样器针头上的有机溶剂对样品溶液中的分析物直接进行萃取。
(2)特点:
直接液相微萃取是微型化的液液萃取,克服了传统液液萃取的诸多不足,仅使用微升级甚至纳升级的有机溶剂进行萃取,适应现代分析科学微型化发展的要求,属于绿色分析技术。但是存在许多缺点。

2、中空纤维液相微萃取:
(1)原理:
以多孔的中空纤维为萃取溶剂的载体而进行微萃取。
(2)特点:
1)成本低,装置简单,易与GC、HPLC和CE联用。
2)由于中空纤维的多孔性,增加了溶剂与样品的接触面积,提高了萃取率。
3)由于微萃取是在纤维孔中进行,避免了直接液相微萃取中溶剂易损失的缺点。
4)由于大分子和杂质等不能进入纤维孔,有固相微萃取和直接液相微萃取不具备的净化功能。
5)中空纤维是一次性使用的,避免了固相微萃取中可能存在的交叉污染问题。
3、顶空液相微萃取:
(1)原理:
把有机溶剂悬于样品溶液上方而进行微萃取。
(2)特点:
1)顶空液相微萃取中有样品溶液、有机溶剂和顶空相三相,分析物在三相中的化学势是推动分析物从样品溶液进入有机溶剂液滴的驱动力,可以通过不断搅拌样品溶液产生连续的新表面来增强这种驱动力。由于挥发性化合物从样品溶液到顶空相再到有机溶剂,比从样品溶液直接到有机溶剂的传质速度快的多,所以对于水中的挥发性有机物,项空液相微萃取比直接液相微萃取更快捷。
2)直接液相微萃取在萃取样品时,不可避免的会在有机溶剂液滴外成一层稳定的扩散层,这样会阻碍分析物向有机溶剂液滴的扩散,而顶空液相微萃取克服了这一局限,且由于分析物在气相中的扩散系数是其在液相中的104倍,对于扩散系数较大的挥发性有机物,项空液相微萃取大大缩短了到达平衡所需的时间,同时还可以极其有效地消除样品基质的干扰,因此,一般情况下被优先采用。
(3)应用:
适用于分析物容易进入样品溶液上方空间的挥发性和半挥发性有机物。

六、衍生化
1、紫外衍生化:
为使没有紫外吸收或紫外吸收很弱的化合物能被紫外检测器检测,往往通过衍生化反应在这些化合物的分子中引入强紫外吸收的基团。
2、荧光衍生化:
荧光衍生化已广泛应用于醇、酸、糖、雌激素和生物碱等检测,其中在氨基酸样品检测中应用多。
3、电化学衍生化:
使样品组分与衍生化试剂反应,生成具有电化学活性的衍生物,以便对电化学检测有较灵敏的响应。

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