色谱分析样品前处理

色谱分析样品前处理样品前处理的意义•增加选择性•提高灵敏度•减少停机概率•获得满意的定性定量结果……样品前处理的要求•过程简单•处理速度快速•使用装置要小•引进误差要小•对目标物有高选择性•有较高回收率•绿色环保气相色谱常用前处理技术•溶剂萃取•固相萃取•超临界萃取•衍生化•膜分离•蒸馏•吸附溶剂萃取索氏提取器常规萃取的两种模式液液萃取：分流漏斗液气萃取（溶液吸收）：对气态、样品蒸汽及气溶胶等中的样品进行吸附蒸馏分类：水蒸汽蒸馏减压蒸馏分馏应用草药中植物油奶产品中有机体氯污染物环境样品中挥发性有机物固相萃取步骤：活化吸附剂反相萃取柱用水溶性有机溶剂正相萃取柱用目标化合物溶剂固相萃取分类正相：萃取极性化合物反相：萃取中等极性到非极性化合物离子交换萃取：吸附带有电荷的化合物萃取柱的选择尽量选择与目标化合物极性相似的吸附剂样品溶剂的强度相对该吸附剂应该较弱固相萃取上样通过抽真空、加压或离心的方法使样品进入吸附剂洗涤和洗脱先用弱溶剂洗干扰物，再用较强的溶剂洗目标化合物也有的将干扰物吸附在柱上而目标物直接流出进行收集固相微萃取（SPE）优点：操作时间短、样品量小、无需萃取溶剂、适于挥发及非挥发性物质、重现性好关键：萃取头涂层选择，其原则是极性涂层适合于极性化合物，非极性涂层适合于非极性化合物固相萃取应用固相萃取主要应用：复杂样品中微量或痕量化合物的分离和富集。如：生物体液，中药物及其代谢产物，食品有效成分或有害成分分析，环保水样中各种污染物的分析气体萃取（顶空技术）分类：静态顶空和动态顶空优点：操作简单可自动化可变条件多灵敏度高衍生化技术优点：将一些物质通过衍生转化为可被色谱测定的物质提高检测灵敏度改变化合物色谱性能，改善分离度衍生化可以帮助进行化合结构签定衍生化技术柱前衍生的应满足的条件：1）反应能迅速、定量的进行，反应重复性好，反应条件不苛刻，容易操作；2）反应的选择性高，最好只与目标化合物反应，即反应的专一性；3）衍生化反应产物只有一种，反应副产物和过量的衍生化试剂应不干扰目标化合物的分离与检测；4）衍生化试剂应方便易得，通用性好。气相色谱中常用的衍生方法1.硅烷化衍生方法该方法是气相色谱样品中应用最多的方法，它是利用含有活性氢的化合物（如醇、酚、酸、胺、硫醇等）与硅烷化试剂反应，形成硅烷衍生物：R3Si-X+H-R’R3Si-R’+HX硅烷化衍生硅烷化衍生能进行硅烷化的化合物反应活性一般为：醇酚羧酸胺酰胺，反应活性还受空间位阻的影响，其醇的反应活性为伯醇仲醇叔醇，胺的反应活性为：伯胺仲胺。气相色谱中常用的衍生方法2.酯化衍生方法一般该法用于将热稳定差，挥发弱的有机酸转化为酯。1）三氟化硼催化RCOOH+CH3OH=RCOOCH3+H2O2）重氮甲烷法RCOOH+CH2N2=RCOOCH3+N2（非水介质完成）3）三氟乙酸酐法RCOOH+R’OH=RCOOR’+H2O（本法适合于空间位阻较大有机酸和醇或酚的酯化）气相色谱中常用的衍生方法酰化衍生方法该法能降低羟基、氨基、巯基的极性，改善它们的色谱拖尾，并能提高这些化合物的挥发性，也能增加某些易氧化化合物（儿茶酚胺）的稳定性。ROH(-NH2,SH)+R’COX=ROCOR’+HX衍生化应注意问题1）衍生化完成后，应用干燥氮气吹走挥发性溶剂；2）在使用一些对水敏感的衍生化试剂时一定要对样品和使用的溶剂进行脱水，并在反应过程中避免水汽干扰；3）所用反应容器特别是密封垫片的材料绝对不含目标化合物；4）当生成的衍生产物是易挥发化合物是应采用密封的衍生化容器或低温冷冻装置；5）衍生化完成后应及时进行色谱分析。样品前处理之中药篇常压蒸馏技术样品前处理：将样品直接切碎，常压水蒸汽蒸馏，无水乙醚萃取，旋转挥发除去乙醚，用无水硫酸钠除去水分。色谱条件：非极性柱，小于10℃/min升温至250℃，进样口温度：250℃样品前处理之中药篇微波萃取技术优点：常温强化萃取，不破坏中药材中某些具有热不稳定、易水解或氧化特征的药效成分；时间短，一般10-30min即可获得最佳提取率；适用性广，绝大多数的中药样品均可超声萃取；与溶剂和目标物的性质（极性）关系不大。样品前处理：样品粉碎，蒸馏水浸泡，微波加热，水蒸汽蒸馏法提取，经无水硫酸钠干燥后检测色谱条件：弱极性柱，小于10℃/min升温速率，终止温度250℃。样品前处理之中药篇超临界液体萃取技术（SFE）优势：传质速度快、渗透能力强、溶解萃取效率高、可在室温提取热敏性成分、绿色环保。适用范围：挥发油、小分子萜类、部分生物碱；通过添加夹带剂如甲醇、丙酮等增加压力，可改善流体性质，对中药生物碱、黄酮类、皂甙类等非挥发性有效成分的提取也日趋普遍。样品前处理之中药篇固相微萃取技术（SPE）优点：无需有机溶剂，操作简便；易于自动操作；有很好的方法准确度和重现性。类型：直接萃取法：萃取纤维直接暴露在样品中，适于分析气体样品；顶空萃取法：纤维暴露于样品顶空中，适于固体样品中挥发、半挥发性样品。样品前处理之农残篇原理：利用残留农药与样品基质的物理化学特性差异，使其从样品基质中分离出来。理化特征：化合物极性和挥发性。应用：极性主要与化合物溶解性及两相分配有关，如液液提取，固液提取及液固提取。挥发性主要与化合物气相分布有关。样品前处理之农残篇提取剂选择原则：农药的极性和水溶性，即相似相溶原理。农药极性的大致判断：分子的极性与分子中的π电子及孤对电子相关。注意：极性和分子大小是农药和其它有机化合物水溶性的基础。如对氧磷溶解度3640mg/L而对硫磷只有12.4mg/L。样品前处理之农残篇样品前处理之农残篇挥发性和蒸气压：越容易挥发的农药，其蒸气压一般也越高。应用：在蒸发浓缩时，如果将溶剂完全除去，蒸气压高的农药就极易损失。相反，在用吹扫捕集时，对该类物质就越有利。提取提取方案：主要根据农药的理化特性来定，但还需要考虑试样的类型、样品的组分（脂肪、水分含量）、农药在样品中存在形式及最终测定方法。类型：溶剂提取法、固相提取法及强制挥发提取法。溶剂提取法关键要考虑三方面要求：1、溶剂极性，即对农药的溶解性；2、目标物极性；3、溶剂沸点在45-80℃为宜。液液提取液液提取溶剂选择：选用非极性或弱极性溶剂（如已烷），中等极性农药可选二氯甲烷。提取原则：少量多次（一般三到五次）。固液提取溶剂选择：含水量大的样品选用与水混溶的溶剂或混合溶剂；含脂肪多的样品则用非极性或极性弱的溶剂；土壤样品则用含水溶剂或混合溶剂。常用方法：索氏提取法；振荡提取法；组织捣碎法；消化提取法。固相提取法（SPE）萃取小柱类型：正相吸附剂：硅胶、弗罗里硅土、中性氧化铝等反正吸附剂：C18、C8、C2、CH、PH固相萃取法水样残留农药一般是先将农药保留在柱子上，再用溶剂洗脱；而食品、动植物样品残留农药一般是让杂质保留在柱子上而农药通过。对含水量高的果蔬样品，用水混溶性溶剂提取后，将提取液通过反相柱可把油脂、蜡质等非极性杂质留在柱上而去除。在农残分析样品的提取净化上，一般都是先用反相柱处理，所用的洗脱剂就是水混溶的溶剂或单独用水，使亲脂的杂质吸附在柱上，而农药流过柱子。顶空法吹扫捕集主要用于水样中挥发性有机物分析。静态顶空法适用于水样以及其它液态样品和固态样品分析。主要应用范围：EPA使用静态顶空/GC测废水和PVC中的氯乙烯；FDA应用静态顶空/GC法测定植物油、合成食品、醋等样品中的氯乙烯；美国药典提议用静态顶空/GC方法测药品中挥发性有机杂质。不同样品中农残的提取水样对非极性残留，用非极性溶剂直接萃取；对弱极性的残留，可以按如下步骤：1）增加提取剂的量；2）选用极性稍强溶剂如乙酸乙酯；3）在水中加入氯化钠，使其盐析出来；4）调整溶液PH：如分析物是酸性的，调PH至3左右；如分析物是胺，用氨水调PH至10左右。植物和动物样品一般采用溶剂提取法，如振荡法、组织捣碎法。提取溶剂一般可用水溶性的乙腈、丙酮、甲醇等。可以减少脂类物质不同样品中农残的提取不同样品中农残的提取土壤样品用水将样品湿润（含水量约5%），然后用强极性溶剂或混合溶剂进行提取，较多使用振荡法、索氏提取法。百草枯及其联吡啶除草剂提取时用强酸消化处理。样品浓缩减压旋转蒸发法K-D浓缩法氮吹法净化常用净化技术：柱层析法：弗罗里硅土柱、氧化铝柱、硅胶柱、活性炭柱液液分配法：即利用农药在不同溶剂中溶解差异分离沉淀净化法化学净化法