色谱分析样品前处理技术(邱月明)

1SAMPLEPREPARATIONTECHNOLOGY气相色谱分析样品前处理技术2样品前处理技术一、概述样品状况：成分复杂、组分浓度远小于样品成分浓度样品处理目的：将待测组分从样品中分离，达到仪器能检测的状态样品处理原理：F1（A）—F2（A）=ΔF（A）F1（B）—F2（B）=ΔF（B）3样品前处理技术一、概述其中，F为组分与样品或外界作用的力。设F1为推动力，即使组分脱离基质转移到溶液或使组分朝有利于分离方向运动的力；F2为阻滞力，即阻碍组分向溶液转移或不利于朝分离方向转移的力。推动力和阻滞力的相对大小决定了组分的运动快慢和难易。推动力包括流体动力（色谱等）、重力、离心力、渗透力等；阻滞力包括分子摩擦、静电引力、溶液溶解力差异和吸附力等。不同组分的F1与F2的差异大小不同，即净化分离基础。4样品前处理技术一、概述ΔF=ΔF（A）/ΔF（B）影响ΔF的因素主要是组分的物理化学性质（分子性质、离子特征、分子大小和空间位阻等）以及所采用的样品处理方法。一般需要多个方法组合才能达到目的。样品转移方法：L-L萃取，L-S萃取L-S法包括经典萃取方法和固相萃取方法（SPE）5样品前处理技术一、概述样品处理研究状况：理论不完整，许多情况是经验和零星理论或局部理论的结合。样品处理方法之间的关系：互相联系、共同组成一个分析方法的整体。样品处理的工作量：占整个分析工作的70%或更多。6样品前处理技术二、样品采集、制备和储存样品的代表性：根据不同把组织、采取足够的量进行缩分，并且一般对一批产品多个体采样后混合；包装材料：塑料或玻璃，要求对组分不产生吸附，不发生化学反应。其他处理过程：匀化、缩分、过筛、离心、过滤、防腐、抑制降解。不同的样品具有不同的要求。7样品前处理技术三、样品提取提取（extraction）是采用物理的或化学的手段破坏待测组分与样品成分间的结合力，将待测组分从样品中释放出来并转移到易于分析的溶液状态。空穴（溶剂穴）理论（cavities）W=W22+W11+W12W，溶质从样品基质解离进入溶剂穴形成溶液所需的能量；W22,溶质从基质解离所需能量；W11,溶液中产生空穴所需能量；W22,溶质与溶剂分子相互作用所释放的能量。8样品前处理技术三、样品提取提取溶剂：极性：官能团:-COOHAr-OH-OH-NHCOR-NH2-SH-CHO-CO--COOR-N(CH3)2-NO2-X-OR-CH=CHCH2化合物:醇酮酚芳香胺酯，不完全卤代烃醚不饱和烃全卤代烃饱和烃9样品前处理技术三、样品提取提取溶剂选择原则：“相似相溶”原理具体要求:对组分溶解度大，对干扰杂质溶解度小，与样品基质相容性好（能有效释放药物，具有脱蛋白和脂肪的能力）沸点适中，粘度小，毒性低，价廉等常用溶剂:水、甲醇、丙酮、乙腈、正己烷、氯仿、乙酸乙酯、二氯甲烷、乙醚等10样品前处理技术三、样品提取组分转移的影响因素：G=DF（ΔC/ΔX）t其中，G为扩散的物质的量，D为组分扩散系数，F为接触面积，ΔC为两相界面的浓度差，ΔX为扩散距离，t为扩散时间多次提取原理：Xn=[KW/(KW+L)nX0其中，K为固体样品待测物A的扩散系数，X0为固体样品中原有A的绝对量，Xn为用等体积溶剂提取n次后固体样品中剩余A的绝对量，W为固体样品的体积，L为每次提取所用溶剂体积11样品前处理技术三、样品提取超声波辅助提取(sonication-assistedextraction,SAE):1967年由Johnson提出空化作用使分子运动加快，提供能量加快溶解和脱附一般为密闭容器操作中，将容器放入超声水浴，数秒后拿出，再放入，如此反复数次即可特点是时间短，效率高，可自动化，但耗费溶剂多12样品前处理技术三、样品提取超临界流体萃取(supercriticalfluidextraction,SFE):19世纪已经有技术，20世纪80年代开始用于分析根据溶剂具有的超临界流体性质进行萃取（二氧化碳、氨、甲烷、水等）需要特殊仪器特点是速度快，效率高，选择性强，易于净化13样品前处理技术三、样品提取强化溶剂萃取(accelerated-solventextraction,ASE):由SFE衍生，采用高温（50-200）高压溶剂作流体高温可以提高溶剂溶解能力，减弱组分与基质的结合，降低溶剂粘度，高压可提高扩散系数和传质速度需要特殊仪器，有11、22、33mL三种规格样品管特点是速度快，效率高，节省溶剂，易于自动化14样品前处理技术三、样品提取微波辅助萃取(microwave-assistedextraction,MAE):1986年由Ganzler首次报道高温可以提高溶剂溶解能力，减弱组分与基质的结合，降低溶剂粘度，高压可提高扩散系数和传质速度需要特殊仪器，有11、22、33mL三种规格样品管特点是速度快，效率高，节省溶剂，易于自动化15四、样品净化L-L分配原理：化学平衡下的分配定律提取效率：根据分配系数可以计算等体积或不等体积的效率影响因素：溶剂的“相似相容”原理、少量多次原则；pH对具有一定酸碱性的化合物的分配系数的调节；离子对试剂的作用盐的作用16四、样品净化固相萃取特点：•淋洗操作与净化机制与传统色谱无本质差异•预先制备好•与HPLC固定相相似，分离效率高，处理样品比容量大•批量生产，重复性好•固定相量少，节省时间和溶剂•易于自动化17四、样品净化凝胶色谱GPC原理：根据分子直径大小或分子量的大小进行分离•固定相三维网状多孔结构，不带电荷•大分子量分子随流动相沿凝胶颗粒间的空隙移动，迁移路径短，先流出色谱柱•小分子量分子可扩散进入凝胶颗粒内部迁移路径长，后流出色谱柱达到分离和净化的目的商品：SephadexLH-20特点：可分离大分子和脂肪，自动化程度强18四、样品净化免疫亲和色谱原理：根据抗体对某种或某类化合物的选择性吸附能力，达到对该种或类化合物的富集和净化的目的固定相：惰性基质上连接特定的抗体特点：选择性强，净化效果好，固定相制备难度大，价格相对昂贵商品：多种针对各种药物的固定相或吸附剂19四、样品净化分子印记技术原理：利用待测物作为模板分子，采用高分子合成手段，制备具有选择性吸附待测物的功能高分子材料（塑料抗体），作为固定相进行样品的净化。固定相：具有免疫吸附材料的高选择性和常规材料理化稳定性的固定相特点：选择性强，重复性好，固定相可大规模生产商品：多种针对各种药物的固定相或吸附剂20提高检测灵敏度改善色谱分离提高物理化学稳定性辅助分离结构近似化合物辅助定性目的五、气相色谱分析衍生化21-OH+TMS-O-Si(CH3)3-SH+TMS-S-Si(CH3)3-COOH+TMS-COO-Si(CH3)3-NH2+TMS-N-[Si(CH3)3]2,NH-Si(CH3)3=NH+TMS=N-Si(CH3)3硅烷化五、气相色谱分析衍生化22酰化RNH2+O(CO-R’)2RNCOR’ROH+O(CO-R’)2ROCOR’RSH+O(CO-R’)2RSCOR’五、气相色谱分析衍生化23RCOOH+CH2N2RCOOCH3RCOOH+R’OHBF3RCOOR’Cl3CCOOH+ROHCl3COOR五、气相色谱分析衍生化酯化24谢谢！THANKYOU！