固相萃取与固相微萃取

固相萃取与固相微萃取比较

日期：2012-06-26 来源：互联网

【摘要】：固相萃取(Solid Phase Extraction，SPE)是一种基于液-固分离萃取的试样预处理技术，由柱

液相色谱技术发展而来。SPE技术自70年代后期问世以来，由于其高效、可靠及耗用溶剂量少等优点，

在环境等许多领域得到了快速发展。在国外已逐渐取代传统的液-液萃取而成为样品预处理的可靠而有效的

方法。

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固相萃取(SPE)—用途广泛的样品前处理技术

一固相萃取

固相萃取(Solid Phase Extraction，SPE)是一种基于液-固分离萃取的试样预处理技术，由柱液相色谱技术发展而来。SPE技术自70年代后期问世以来，由于其高效、可靠及耗用溶剂量少等优点，在环境等许多领域得到了快速发展。在国外已逐渐取代传统的液-液萃取

而成为样品预处理的可靠而有效的方法。

SPE技术基于液相色谱的原理，可近似看作一个简单的色谱过程。吸附剂作为固定相，而流动相是萃取过程中的水样。当流动相与固定相接触时，其中的某些痕量物质(目标物)就保留在固定相中。这时用少量的选择性溶剂洗脱，即可得到富集和纯化的目标物。固相萃取可分为在线萃取线萃取前者萃取与色谱分析同步完成;而后者萃取与色谱分析分步完成，两

者在原理上是一致的。

一般固相萃取的操作步骤包括固相萃取柱(即吸附剂)的选择、柱子预处理、上样、淋洗、洗脱。在实验过程中需要具体考虑的因素如下：

1)吸附剂的选择

a.传统吸附剂

在环境分析中最为常用的反相吸附剂较适用于水样中的非极性到中等极性的有机物的

富集和纯化。其中有代表性的键合硅胶C18和键合硅胶C8等。该类吸附剂主要通过目标

物的碳氢键同硅胶表面的官能团产生非极性的范德华力或色散力来保留目标物。

正相吸附剂包括硅酸镁、氨基、氰基、双醇基键合硅胶及氧化铝等，主要通过目标物

的极性官能团与吸附剂表面的极性官能团的极性相互作用(氢键作用等)来保留溶于非极性

介质的极性化合物。由于其特殊的作用原理，在环境分析中常用于与其它类型的吸附柱联用，吸附去除干扰物，实现样品纯化。

离子交换吸附剂则主要包括强阳离子和强阴离子交换树脂，这些树脂的骨架通常为苯

乙烯-二乙烯基苯共聚物，主要是通过目标物的带电荷基团与键合硅胶上的带电荷基团相互

静电吸引实现吸附的。

b.抗体键合吸附剂(Immunosorbents-IS)

这类新型吸附剂充分利用了生物免疫抗原-抗体之间的高灵敏性和高选择性，尤其适应于水中痕量有机物的富集与分离。其特点为，由于绝大多数有机污染物为低分子量物质，不能在动物体内引发免疫反应，所以需把待定污染物键合到牛血清白蛋白的生物大分子载体上，

使其具有免疫抗原活性，再注入纯种动物体内(如兔或羊)，产生抗体，经杂交瘤技术制得相应于该有机污染物的单克隆抗体。将抗体键合到反相吸附剂的硅胶表面或聚合物表面(如

C18固定相)，就制得了抗体键合吸附剂，可用于分离、富集特定污染物。研制开发能专门检测各种优先污染物的单克隆抗体或多克隆抗体已成为SPE技术的前沿研究领域。

抗体键合吸附剂洗脱时一般可采用20%～80%的甲醇-水溶液，该类吸附剂经冷藏保存可多次使用。进行SPE操作时应根据目标物的性质选择适合的吸附剂。表1- 1给除了常用的吸附剂类型及其相关的分离机理、洗脱剂性质和待测组分的性质。

吸附剂的用量与目标物性质(极性、挥发性)及其在水样中的浓度直接相关。通常，增加吸附剂用量可以增加对目标物的保留，可通过绘制吸附曲线确定吸附剂用量。

2)柱子预处理

活化的目的是创造一个与样品溶剂相容的环境并去除柱内所以杂质。通常需要两种溶剂来完成任务，第一个溶剂(初溶剂)用于净化固定相，另一个溶剂(终溶剂)用于建立一个适合的固定相环境使样品分析物得到适当的保留。每一活化溶剂用量约为1～2 mL/100 mg固定相。

终溶剂不应强于样品溶剂，若使用太强的溶剂，将降低回收率。通常采用一个弱于样品溶液的溶剂不会有什么问题。制得注意的是，在活化的过程中和结束时，固定相都不能抽干，因为这将导致填料床出现裂缝，从而得到低的回收率和重新性，样品也没得到应有的净化。如果在活化过程中柱床出现裂缝，上述活化步骤都得重复。

3) 上样

将样品加入到固相萃取柱并迫使样品溶液通过固定相，使分析物和一些样本干扰物保留在固定相上。为了保留分析物，溶解样品的溶剂必须较弱。如果太强，分析物将不被保留，结果回收率将会很低，这一现象叫穿漏(breakthrough)。尽可能使用最弱的样品溶剂，可以使溶质得到最强的保留或者说最窄的谱带。只要不出现穿漏，允许采用大体积的上样量(0.5～1L)。

有时候固定样品必须用一个很强的溶剂进行萃取，这样的萃取液是不能直接上样的。所以萃取液要用一个弱溶剂稀释，以得到一个合适的溶剂总强度进行上样。例如一个土壤样品采用50%甲醇萃取，得到2 mL萃取液，用8 mL水稀释，得到10%的甲醇溶液，这样就可以直接上反相固相萃取柱而不存在穿漏问题。

4) 淋洗

分析物得到保留后，通常需要淋洗固定相以洗掉不需要的样品组分，淋洗溶剂的洗脱强度略强于或等于上样溶剂。淋洗溶剂必须尽量强，以洗掉尽量多的干扰组分，但不能强到可以洗脱任何一个分析物的程度。溶剂体积可为0.5～0.8 mL/100 g固定相。

淋洗时不宜使用太强溶剂，太强溶剂会将强保留杂质洗下来。使用太弱溶剂，会使淋洗体积加大。可改为强、弱溶剂混合;但混用或前后使用的溶剂必须互溶。

5)洗脱

淋洗过后，将分析物从固定相上洗脱，洗脱溶剂用量一般为0.5～0.8 mL/100 g固定相。而溶剂必须进行认真选择，溶剂太强，一些更强保留的不必要的组分将被洗出来;溶剂太弱，就需要更多的洗脱液来洗出分析物，这样固相萃取柱的浓缩功效就会削弱。

在选择洗脱溶剂时还应注意溶剂的互溶性。后流过柱床的溶剂必须与前一溶剂互溶，一个不与柱内残留溶剂互溶的溶剂是不能与固定相充分作用的，当然也不会出现适当的液固分配，导致差的回收率和不理想的净化效果。如果使用互溶的溶剂有困难，就必须干燥柱床;干燥的方法是让氮气或空气通过柱床10～15 min;或离心，干燥效果更好。

综上所述，固相萃取技术简便易行，能够明显改善色谱分离，延长色谱柱寿命，降低方法检出限。与传统的液-液萃取方法相比，SPE固相萃取显著的优势体现在：提高样品处理通量;大大减少溶剂的消耗和废物的产生;回收率高，重现性好;极低的杂质干扰;无乳化现象;多种分离模式选择;易于实现自动化。但是实验中所用的消耗品固相萃取柱价格高，实验所需费用不可忽视。

二固相微萃取

固相微萃取(Solid-Phase Microextraction,简写为SPME)是近年来国际上兴起的一项

试样分析前处理新技术。是在固相萃取基础上发展起来的，它保留了其所有的优点,摒弃了其需要柱填充物和使用溶剂进行解吸的弊病，只要一支类似进样器的固相微萃取装置即可完成全部前处理和进样工作。

固相微萃取主要针对有机物进行分析，根据有机物与溶剂之间“相似者相溶”的原则，利用石英纤维表面的色谱固定相对分析组分的吸附作用，将组分从试样基质中萃取出来，并逐渐富集，完成试样前处理过程。在进样过程中，利用气相色谱进样器的高温，液相色谱、毛细管电泳的流动相将吸附的组分从固定相中解吸下来，由色谱仪进行分析。

SPME萃取方式的选择主要与待测物的挥发性、基质和探针固定相涂层的性质有关。SPME有三种不同的萃取方式：顶空萃取、空气萃取和直接萃取。对挥发性特别强的样品,可采用顶空或空气萃取，对于半挥发性和不挥发性样品来说，应采用直接萃取。

影响SPME萃取效率的因素很多，主要是对干扰分析物吸附和解析的因素进行优化。影响分析物吸附的主要参数有纤维表面固定相类型、萃取时间、离子强度、pH值、温度、样本体积和搅拌。对于SPME-GC，分析物解析与时间和温度有关，而对于SPME-HPLC，分析物解析则主要与溶剂类型、体积和时间有关。在实验过程中萃取效果的影响因素主要有以下几方面：

1)纤维表面固定相类型

选用固定相时一般应从两方面考虑：(i)分析物和固定相的极性相匹配，即应当综合考虑分析组分在各相中的分配系数、极性与沸点，根据“相似者相溶”的原则，选取最适合分析组分的固定相;(ii) 灵敏度随固定相厚度的增加而增加。

2)萃取时间

萃取时间是从石英纤维与试样接触到吸附平衡所需要的时间。为保证实验结果重现性良好，应在实验中保持萃取时间一定。影响萃取时间的因素很多，如分配系数、试样的扩散速度、试样量、容器体积、试样本身基质、温度等。在萃取初始阶段，分析组分很容易富集

到石英纤维固定相中，随着时间的延长，富集的速度越来越慢，接近平衡状态时即使时间延长对富集也没有意义了，因此在摸索实验方法时必须做富集-时间曲线，从曲线上找出最佳萃取时间点，即曲线接近平缓的最短时间。一般萃取时间在15～180 min。

3)离子强度

向液体试样中加入少量氯化钠、硫酸钠等无机盐可增强离子强度,降低极性有机物在水中的溶解度即起到盐析作用，使石英纤维固定相能吸附更多的分析组分。一般情况下可有效提高萃取效率，但并不一定适用于任何组分,如Boyd-Boland等在对22种含氮杀虫剂检验中发现使用多数组分在加入氯化钠后会明显提高萃取效果，但对恶草灵、乙氧氟甲草醚等农药无效;Fisher等在分析酒中污染物时,加入无机盐的比不加的分析结果高25%。加入无机盐的量需要根据具体试样和分析组分来定。

4)pH

改变pH值同使用无机盐一样能改变分析组分与试样介质、固定相之间的分配系数,对于改善试样中分析成分的吸附是有益的。由于固定相属于非离子型聚合物，故对于吸附中性形式的分析物更有效。调节液体试样的pH值可防止分析组分离子化，提高被固定相吸附的能力。对于酸性化合物，萃取效率随pH值降低而提高，在低pH值，酸性化合物的酸-碱平衡移向中性化和物，更有利于分析物被固定相吸附。相反，对于碱性化合物则是随pH值降低，化合物离子化，萃取效率随之减小。在实际检测中发现，pH值在4～11间改变，对三嗪、硝基苯胺、取代尿嘧啶、硫代氨基甲酸酯、氯代乙酰胺、联苯醚、氨基化合物和含氧二唑类除草剂萃取效率无影响。然而在pH 2时，联苯醚和二硝基苯胺的萃取效率提高。

5)温度

分析物进入固定相的平衡时间与萃取温度有关，因而需要选择适当的萃取温度促使在合理的时间范围内获得满意的灵敏度。对于浸入式SPME，适当升高温度可使分子运动加快，分子扩散速度更快，从而萃取相/水相之间的平衡时间可以缩短。其对三嗪和硫代氨基甲酸酯的优化萃取温度在55～60℃。对于顶空式SPME，适当升高温度可以提高液上气体浓度，从而提高分析灵敏度。其对人体血液和尿液中三嗪类除草剂的最佳萃取温度介于90～100℃之间。

6)搅拌

萃取效率与分析物在样本基质和固定相间的平衡有关，而分析物平衡时间与分析物在水相间质量传递速率有关。搅拌和超声波均能使分析物从基质中快速转移至固定相，从而降低萃取时间。虽然搅拌速度越快，平衡时间越短，但是过度搅拌也会干扰平衡时间和精密度。

7)样本体积

由于固相微萃取是一个固定的萃取过程，为保证萃取的效果需要对试样量、试样容器的体积进行选择。Denis等在利用顶空法检测14种半挥发性有机氯农药的研究中指出，试样量与试样容器的体积对于保证结果有很大关系，试样量与试样容器体积之间存在有匹配关系，试样量增大的情况下，重现性明显变好,检出量提高。

8)解析

对于SPME-GC来说，GC的汽化室可用于分析物从纤维上的解吸。当温度上升时，分析物对纤维的亲和力下降从而释放出来。汽化室较小的体积能够保证解吸下来的分析物由载气迅速转入色谱柱。对于大多数化合物而言，解吸通常在两分钟内完成。GC的热解吸受若干参数的影响，如汽化室的温度和载气的流速等，它们决定了SPME的解吸时间。一般，汽化室温度的设定在可保持纤维涂层稳定的最大温度。最高解析温度有助于减少滞留影响。一般SPME-GC的热解析最佳温度和时间分别为200～300℃、2～15 min。

SPME-HPLC的联用与GC联用的不同之处在于解吸过程和探针的形状，即HPLC是通过使用微量溶剂洗涤萃取纤维来解析萃取物并直接进入后续的HPLC分析，而非GC快速热解吸。在SPME和HPLC联用中必须解决接口技术，以实现分析物的解吸。

1997年Eisert和Pawliszyn提出了一种自动进样的SPME-HPLC联用装置—In Tube SPME-HPLC。在HPLC的自动进样阀和取样器之间的是一根涂有SPME固定相涂层的GC 石英毛细管。当处于进样位置时，针头吸入的样品溶液中的分析物分配到石英管壁的固定相上，切换到装样位置时，吸入溶剂，将被吸附的组分转移到样品管中。再切换到进样位置，样品管内的溶液随流动相进入分析柱，进行色谱分析。此装置的特点是自动进样，避免了峰展宽。Daimon等还提出一种改进的SPME- HPLC接口。在分析时，用电加热石英纤维的导管，增加解吸率。

SPME与传统的LLE、SPE相比，快速、简单、不需要使用溶剂，可以与GC、HPLC 联用，有好的线性和灵敏度。但是SPME需要专门的萃取器，价格比较昂贵，纤维的使用寿命有限，需要不停更换。

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固相萃取柱知识点

1、使用阳离子固相萃取柱前为什么要用甲醇和水活化 要是使用的是高聚物基质的阳离子柱，可直接上样，不用活化，要是使用的是硅胶基质的阳离子柱，活化是为了打开键合在硅胶上的碳基团链，使之充分发生作用，甲醇是为了与碳链互溶，用水过度是为了能和样品溶液相溶。 2、固相萃取技术原理及应用 一、固相萃取基本原理与操作 1、固相萃取吸附剂与目标化合物之间的作用机理 固相萃取主要通过目标物与吸附剂之间的以下作用力来保留/吸附的 1）疏水作用力：如C18、C8、Silica、苯基柱等 2）离子交换作用：SAX, SCX，COOH、NH2等 3）物理吸附：Florsil、Alumina等 2、p H值对固相萃取的影响 pH值可以改变目标物/吸附剂的离子化或质子化程度。对于强阳/阴离子交换柱来讲，因为吸附剂本身是完全离子化的状态，目标物必须完全离子化才可以保证其被吸附剂完全吸附保留。而目标物的离子化程度则与pH值有关。如对于弱碱性化合物来讲，其pH值必须小于其pKa值两个单位才可以保证目标物完全离子化，而对于弱酸性化合物，其pH值必须大于其pKa值两个单位才能保证其完全离子化。对于弱阴/阳离子交换柱来讲，必须要保证吸附剂完全离子化才保证目标物的完全吸附，而溶液的pH值必须满足一定的条件才能保证其完全离子化。

3、固相萃取操作步骤及注意事项 针对填料保留机理的不同（填料保留目标化合物或保留杂质），操作稍有不同。 1）填料保留目标化合物 固相萃取操作一般有四步（见图1）： ? 活化---- 除去小柱内的杂质并创造一定的溶剂环境。（注意整个过程不要使小柱干涸） ? 上样---- 将样品用一定的溶剂溶解，转移入柱并使组分保留在柱上。（注意流速不要过快，以1ml/min为宜，最大不超过5ml/min）? 淋洗---- 最大程度除去干扰物。（建议此过程结束后把小柱完全抽干） ? 洗脱---- 用小体积的溶剂将被测物质洗脱下来并收集。（注意流速不要过快，以1ml/min为宜） 如下图1:

固相萃取与固相微萃取应用之原理

固相萃取与固相微萃取应用之原理 一固相萃取 固相萃取（Solid Phase Extraction，SPE）是一种基于液-固分离萃取的试样预处理技术，由柱液相色谱技术发展而来。SPE技术自70年代后期问世以来，由于其高效、可靠及耗用溶剂量少等优点，在环境等许多领域得到了快速发展。在国外已逐渐取代传统的液-液萃取而成为样品预处理的可靠而有效的方法。 SPE技术基于液相色谱的原理，可近似看作一个简单的色谱过程。吸附剂作为固定相，而流动相是萃取过程中的水样。当流动相与固定相接触时，其中的某些痕量物质（目标物）就保留在固定相中。这时用少量的选择性溶剂洗脱，即可得到富集和纯化的目标物。固相萃取可分为在线萃取线萃取前者萃取与色谱分析同步完成；而后者萃取与色谱分析分步完成，两者在原理上是一致的。 一般固相萃取的操作步骤包括固相萃取柱（即吸附剂）的选择、柱子预处理、上样、淋洗、洗脱。在实验过程中需要具体考虑的因素如下： 1）吸附剂的选择 a.传统吸附剂 在环境分析中最为常用的反相吸附剂较适用于水样中的非极性到中等极性的有机物的富集和纯化。其中有代表性的键合硅胶C18和键合硅胶C8等。该类吸附剂主要通过目标物的碳氢键同硅胶表面的官能团产生非极性的范德华力或色散力来保留目标物。 正相吸附剂包括硅酸镁、氨基、氰基、双醇基键合硅胶及氧化铝等，主要通过目标物的极性官能团与吸附剂表面的极性官能团的极性相互作用（氢键作用等）来保留溶于非极性介质的极性化合物。由于其特殊的作用原理，在环境分析中常用于与其它类型的吸附柱联用，吸附去除干扰物，实现样品纯化。 离子交换吸附剂则主要包括强阳离子和强阴离子交换树脂，这些树脂的骨架通常为苯乙烯-二乙烯基苯共聚物，主要是通过目标物的带电荷基团与键合硅胶上的带电荷基团相互静电吸引实现吸附的。 b.抗体键合吸附剂（Immunosorbents-IS） 这类新型吸附剂充分利用了生物免疫抗原-抗体之间的高灵敏性和高选择性，尤其适应于水中痕量有机物的富集与分离。其特点为，由于绝大多数有机污染物为低分子量物质，不能在动物体内引发免疫反应，所以需把待定污染物键合到牛血清白蛋白的生物大分子载体上，使其具有免疫抗原活性，再注入纯种动物体内（如兔或羊），产生抗体，经杂交瘤技术制得相应于该有机污染物的单克隆抗体。将抗体键合到反相吸附剂的硅胶表面或聚合物表面（如C18固定相），就制得了抗体键合吸附剂，可用于分离、富集特定污染物。研制开发能专门检测各种优先污染物的单克隆抗体或多克隆抗体已成为SPE技术的前沿研究领域。 抗体键合吸附剂洗脱时一般可采用20%～80%的甲醇-水溶液，该类吸附剂经冷藏保存可多次使用。进行SPE操作时应根据目标物的性质选择适合的吸附剂。表1- 1给除了常用的吸附剂类型及其相关的分离机理、洗脱剂性质和待测组分的性质。 吸附剂的用量与目标物性质（极性、挥发性）及其在水样中的浓度直接相关。通常，增加吸附剂用量可以增加对目标物的保留，可通过绘制吸附曲线确定吸附剂用量。 2）柱子预处理 活化的目的是创造一个与样品溶剂相容的环境并去除柱内所以杂质。通常需要两种溶剂来完成任务，第一个溶剂（初溶剂）用于净化固定相，另一个溶剂（终溶剂）用于建立一个适合的固定相环境使样品分析物得到适当的保留。每一活化溶剂用量约为1～2 mL/100 mg固定相。

固相萃取概述

固相萃取（SPE） 一、概述 固相萃取（Solid-Phase Extraction，简称SPE）是近年发展起来一种样品预处理技术，由液固萃取和液相色谱技术相结合发展而来，主要用于样品的分离、纯化和浓缩，与传统的液液萃取法相比较可以提高分析物的回收率，更有效的将分析物与干扰组分分离，减少样品预处理过程，操作简单、省时、省力。广泛的应用在医药、食品、环境、商检、化工等领域。 二、SPE的原理与分离模式 固相萃取是基于液-固相色谱理论，采用选择性吸附、选择性洗脱的方式对样品进行富集、分离、纯化，是一种包括液相和固相的物理萃取过程。SPE根据其相似相溶机理可分为四种：反相SPE、正相SPE、离子交换SPE、吸附SPE。 反相SPE中吸附剂（固定相）属于非极性或弱极性，如硅胶键合C18,C8, C4,C2,-苯基等。 正相SPE中吸附剂（固定相）属于极性键合相和极性吸附剂，如硅胶键合－NH2、－CN，-Diol（二醇基）、(A-,N-,B-)alumina、硅藻土等。 离子交换SPE中吸附剂（固定相）为带电荷的离子交换树脂，流动相为中等极性到非极性样品基质。用于萃取分离带有电荷的分析物 固相萃取的洗脱模式可以分为两种：一种是目标化合物比干扰物与吸附剂之间的亲和力更强，因而被保留，洗脱时采用对目标化合物亲和力更强的溶剂；另一种是干扰物比目标化合物与吸附剂之间的亲和力更强，则目标化合物被直接的洗脱。通常采用前一种洗脱方式。 三、SPE的主要步骤 一个完整的固相萃取步骤包括固相萃取柱的预处理、上样、淋洗、洗脱及收

集分析物四个步骤。 固相萃取柱的预处理的目的主要包括两个方面：清洗萃取柱中的固定相（填料）和活化固定相。通常用两种溶剂来完成，第一个溶剂（初溶剂）用于净化固定相，另一个溶剂（终溶剂）用于建立一个合适的固定相环境使样品分析物得到适当的保留。 上样是为了让分析物被固定相萃取：将样品倒入活化后的SPE 萃取柱，然后利用加压、抽真空或离心的方法使样品进入吸附剂（采取手动或泵以正压推动或负压抽吸方式），使液体样品以适当流速通过固相萃取柱，此时，样品中的目标萃取物被吸附在固相萃取柱填料上。 上样完成后需要对固定相进行淋洗以洗去不需要的成分，尽量的减少杂质的影响。一般选择中等强度的混合溶剂，尽可能除去基体中的干扰组分，又不会导致目标萃取物流失。 淋洗后选择适当的洗脱溶剂洗脱被分析物，收集洗脱液，挥干溶剂以备后用或直接进行在线分析。为了尽可能将分析物洗脱，使比分析物吸附更强的杂质留在SPE 柱上，需要选择强度合适的洗脱溶剂。 四、SPE 的应用 固相萃取（SPE ）大多数用来处理液体样品，萃取、浓缩和净化其中的半挥发性和不挥发性化合物，也可用于固体样品，但必须先处理成液体。它是一种用途广泛的样品前处理技术，广泛的应用在医药、食品、环境、商检、化工等领域。主要典型的应用领域： 1、医药发面：血清、体液，固体、液体药物成分的检测分析 如：人体血清中的咖啡因、吴茱萸碱，吴茱萸次碱的SPE 净化及检测和血清中头孢拉定、头孢氨苄、舒必利、磺胺类等药物的检测。 2、食品、食物方面：蔬菜、水果中残留农药，肉制品中残留兽药的检测 如：猪肉中五种磺胺药物（磺胺二甲基嘧啶、磺胺间甲氧嘧啶、磺胺甲唑、预处理 （清洗、活化）上样（萃取）淋洗（去杂质）洗脱（采样分析）

顶空固相微萃取_气质联用技术婷

网络出版时间：2014-12-25 09:49 网络出版地址：https://www.wendangku.net/doc/7313447814.html,/kcms/detail/44.1620.TS.20141225.0949.002.html 基金项目：国家自然科学基金青年科学基金（31301572）；中国博士后科学基金（2014M552302）；“十二五”国家科技支撑计划（2012BAD29B06）；高等学校博士学科点专项科研基金（优先发展领域）(20113326130001)；中央高校基本科研业务费专项资金资助（DC12010303） 作者简介：李婷婷(1978—)，女，博士，副教授。主要从事水产品贮藏加工及质量安全控制方面的研究。 通讯作者：励建荣(1964—)，男，博士，教授，博导。主要从事水产品贮藏加工及质量安全控制方面的研究。 顶空固相微萃取-气质联用技术结合电子鼻分析4℃冷藏过程中三文鱼片挥发性成分的变化 李婷婷1,2，丁婷3，邹朝阳3，周凯3，赵国华1，励建荣1,3 （1.西南大学食品科学学院，重庆 400715）(2.大连民族学院生命科学学院，辽宁大连116600) (3.渤海大学食品科学研究院，辽宁省食品安全重点实验室，辽宁锦州121013） 摘要：采用顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用（HS-SPME-GC-MS）技术，结合电子鼻，对4℃冷藏过程中三文鱼片的挥发性成分进行测定，并探究三文鱼片在4℃冷藏过程中挥发性成分的变化。结果表明，HS-SPME-GC-MS方法共检测出288种挥发性成分，主要为醛类、醇类和烃类（烷烃、烯烃、芳香烃）物质，且在冷藏期间挥发性成分中醛类物质不断减少，而酸类物质有积累的趋势，醇类和芳香族类物质则先呈现增加后降低的趋势。烃类物质在第12 d时有最大峰面积值；酯类物质则在第 6 d以后出现且为增高的趋势；而胺类等其他物质的含量在冷藏期间波动较大。用电子鼻对三文鱼在冷藏期间挥发性物质进行主 成分分析（Principal Component Analysis，PCA）、负荷加载分析（Loadings Analysis，LA）以及线性判别分析（Linear Discriminant Analysis, LDA），所得结果与HS-SPME-GC-MS方法相一致，均表明冷藏三文鱼片在第6 d、12 d及15 d的挥发性成分变化较大，是其新鲜度变化的拐点。 关键词：固相微萃取；气相色谱-质谱联用；电子鼻；三文鱼片；挥发性成分 Changes on Volatile Components for Salmon Slices during Refrigerated Storage by HS-SPME-GC-MS Technology Combined with Electronic Nose LI Ting-ting1,2, DING Ting3, ZOU Zhao-yang3, ZHOU Kai3, ZHAO Guo-hua1, LI Jian-rong1, 3 (1 College of Food Science, Xi Nan University, Chongqing 400715, China) (2 College of Life Science, Dalian Nationality of University, Dalian 116600, China) (3 Food Science Research Institute of Bohai University, Food Safety Key Lab of Liaoning Province, Jinzhou 121013; China) Abstract:The volatile components of salmon slices during 4 ℃storage were determined and analyzed by using the method of headspace solid-phase microextraction and gas chromatography mass spectrometry (HS-SPME/GC-MS) combined with the electronic nose technology. The aim was to explore the changes of volatile components during storage. The results showed that 288 kinds of volatile components determined by the technology of HS-SPME/GC-MS were mainly aldehydes, alcohols and hydrocarbons. Volatile aldehydes of cold storage salmon slices decreased during storage while contents of acids increased. Alcohols and aromatic components reached their peak points and then decreased. The maximum peak area value of hydrocarbons appeared on 12th day. Esters appeared after 6th day and then increased, while the amine and other components fluctuated greatly during cold storage. The volatile components of cold storage salmon slices were also mensurated by electronic nose and analyzed using the methods of PCA analysis, Loadings analysis and LDA analysis. The results obtained by electronic nose were consistent with the results of HS-SPME-GC-MS methods, which showed that great changes of volatile components had taken place on day 6, day 12 and day 15, and they were freshness points of inflection of salmon slices during refrigerated storage. Keywords: SPME; GC-MS; electronic nose; salmon slices; volatile components

固相萃取基本原理与操作

一、固相萃取基本原理与操作 1、固相萃取吸附剂与目标化合物之间的作用机理 固相萃取主要通过目标物与吸附剂之间的以下作用力来保留/吸附的1）疏水作用力：如C18、C8、Silica、苯基柱等 2）离子交换作用：SAX, SCX，COOH、NH2等 3）物理吸附：Florsil、Alumina等 2、p H值对固相萃取的影响 pH值可以改变目标物/吸附剂的离子化或质子化程度。对于强阳/阴离子交换柱来讲，因为吸附剂本身是完全离子化的状态，目标物必须完全离子化才可以保证其被吸附剂完全吸附保留。而目标物的离子化程度则与pH值有关。如对于弱碱性化合物来讲，其pH值必须小于其pKa值两个单位才可以保证目标物完全离子化，而对于弱酸性化合物，其pH 值必须大于其pKa值两个单位才能保证其完全离子化。对于弱阴/阳离子交换柱来讲，必须要保证吸附剂完全离子化才保证目标物的完全吸附，而溶液的pH值必须满足一定的条件才能保证其完全离子化。

3、固相萃取操作步骤及注意事项 针对填料保留机理的不同（填料保留目标化合物或保留杂质），操作稍有不同。 1）填料保留目标化合物 固相萃取操作一般有四步（见图1）： ?活化---- 除去小柱的杂质并创造一定的溶剂环境。（注意整个过程不要使小柱干涸） ?上样---- 将样品用一定的溶剂溶解，转移入柱并使组分保留在柱上。（注意流速不要过快，以1ml/min为宜，最大不超过5ml/m in） ?淋洗---- 最大程度除去干扰物。（建议此过程结束后把小柱完全抽干） ?洗脱---- 用小体积的溶剂将被测物质洗脱下来并收集。（注意流速不要过快，以1ml/min为宜）

固相萃取技术

在2003版的“食品卫生检测方法”标准系列中，有一个较大的改动就是很多项目，尤其是农药项目的前处理普遍使用了固相萃取技术（详见表1 ）。现针对这一技术的原理、使用和误区进行探讨。 一．固相萃取技术简介 固相萃取（Solid Phase Extraction，简称SPE）技术，发展于上世纪70年代，由于其具有高效、可靠、消耗试剂少等优点，在许多领域取代了传统的液－液萃取而成为样品前处理的有效手段。 一些传统的介绍SPE的书籍将其归于一个液相色谱的原理，这其实是引起使用不当的主要源由之一。把SPE小柱看作一根液相色谱柱，不如把它看成单纯的萃取剂更合适，因为：液相色谱的重点在于分离，而SPE的重点在于萃取。 固相萃取技术在样品处理中的作用分两种：一是净化，二是富集,这两种作用可能同时存在。 固体萃取和液－液萃取相比，其长处在于方便和消耗试剂少，短处在于批次间的重复性难以保证。出现这种情况的原因在于：液体试剂的重复性好，只要其纯度可靠，不同年代的产品的物理化学性质都是可靠的。而固体萃取剂就算保证了纯度外，还存在着颗粒度的差异，外形的差异等液体试剂不存在的且难以衡量的因素，不同年代不同批号的萃取性质可能会有较大的区别。 从理论上和厂家宣传来看，固相萃取应该在色谱分析的前处理上得到很好的应用：有机溶剂用得很少，可批量处理样品，既可富集，又能除杂质，给人印象是前处理的革命性进步。然而现实情况，起码在国内，虽然推广了多年，实际应用还是相当有限。 SPE应用得不广，与我们的使用方式和期望有关，也与它本身的局限有关。对于供应商来说，从经济利益出发，向来都是忽略固相萃取的局限与不足。固相萃取可以作为前处理手段的一个很好补充，但是在使用时，一定要清醒知道到它的优点和缺点，注意因地制宜，扬长避短。 二、固相萃取的应用优势 在什么项目的前处理适合使用固相萃取技术，即用固相萃取会比普通的溶剂萃取更理想，个人认为有以下几种情况： （一）水中有机物的前处理。 此类常规处理基本上是用与水不相溶的有机溶剂振荡萃取，用固相萃取的优势在于 （1）可以定量地重复前处理过程。 溶剂振荡的操作一般只能要求到控制时间的程度，却无法控制振荡频率，强度，动作，我们

固相微萃取

Analytica Chimica Acta 817(2014)23–27 Contents lists available at ScienceDirect Analytica Chimica Acta j o u r n a l h o m e p a g e :w w w.e l s e v i e r.c o m /l o c a t e /a c a A new interface for coupling solid phase microextraction with liquid chromatography Yong Chen ?,Leonard M.Sidisky Supelco,595North Harrison Road,Bellefonte,PA 16823,USA h i g h l i g h t s ?A new solid phase microextraction (SPME)–liquid chromatography (LC)interface. ?Fiber desorption occurred off-line,but all desorption solvent could be conveniently injected into LC systems with the interface. ?The new SPME–LC interface was robust and reliable for coupling SPME with LC for both qualitative and quan-titative analysis. g r a p h i c a l a b s t r a c t a r t i c l e i n f o Article history: Received 3December 2013 Received in revised form 15January 2014Accepted 26January 2014 Available online 6February 2014 Keywords: Solid phase microextraction (SPME)Interface Liquid chromatography (LC) Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) a b s t r a c t A modi?ed Rheodyne 7520microsample injector was used as a new solid phase microextraction (SPME)–liquid chromatography (LC)interface.The modi?cation was focused on the construction of a new sample rotor,which was built by gluing two sample rotors together.The new sample rotor was further reinforced with 3pieces of stainless steel tubing.The enlarged central ?ow passage in the new sample rotor was used as a desorption chamber.SPME ?ber desorption occurred in static mode.But all desorption solvent in the desorption chamber was injected into LC system with the interface.The ana-lytical performance of the interface was evaluated by SPME–LC analysis of PAHs in water.At least 90%polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs)were desorbed from a polyacrylonitrile (PAN)/C18bonded fuse silica ?ber in 30s.And injection was completed in 20s.About 10–20%total carryovers were found on the ?ber and in the interface.The carryover in the interface was eliminated by ?ushing the desorption chamber with acetonitrile at 1mL min ?1for 2min.The repeatability of the method was from 2%to 8%.The limit of detection (LOD)was in the mid pg mL ?1range.The linear ranges were from 0.1to 100ng mL ?1.The new SPME–LC interface was reliable for coupling SPME with LC for both qualitative and quantitative analysis. ?2014Elsevier B.V.All rights reserved. 1.Introduction Solid phase microextraction (SPME)is a convenient and rapid sample preparation technique [1–3].It has being extensively cou-pled with gas chromatography (GC)for the analysis of volatile organic compounds (VOCs)and semi-VOCs [4,5].This unique technique integrates sampling,sample preparation,and sample ?Corresponding author.Tel.:+18143595914;fax:+18143595702.E-mail address:yong.chen@https://www.wendangku.net/doc/7313447814.html, (Y.Chen). introduction into a single step,and enables complete automatic SPME–GC analysis [6].SPME is also coupled with liquid chromatog-raphy (LC)for the analysis of semi-VOCs,non-volatile compounds,and thermal liable compounds [7].SPME–LC is different from SPME–GC in that the desorption in SPME–LC is solvent desorption while it is thermal desorption in SPME–GC. SPME–LC desorption can be done either off-line or on-line.Off-line desorption does not require special interfaces.A SPME ?ber is immersed into a desorption solvent contained in a vial to desorb the extracted analytes.The desorption solvent containing the desorbed analytes is then injected into a LC system.Off-line 0003-2670/$–see front matter ?2014Elsevier B.V.All rights reserved.https://www.wendangku.net/doc/7313447814.html,/10.1016/j.aca.2014.01.056

顶空固相微萃取气质联用法分析白茶的香气成分

茶 叶 科 学 2010，30（2）：115~123 Journal of Tea Science 顶空固相微萃取-气质联用法分析白茶的香气成分 王力1,2，蔡良绥3，林智1*，钟秋生4，吕海鹏1，谭俊峰1，郭丽1 (1. 中国农业科学院茶叶研究所，国家茶产业工程技术研究中心，农业部茶及饮料植物产品加工与质量控制重点开放实验室， 浙江杭州 310008; 2. 中国农业科学院研究生院，北京 100089; 3.福建省福鼎市茶业管理局，福建福鼎 355200; 4. 福建省农业科学院茶叶研究所，福建福安 355015) 摘要：采用顶空固相微萃取-气质联用法分析比较了白毫银针和白牡丹两种典型白茶及同一品种鲜叶制成的绿茶、红茶的香气成分。结果表明，白茶与绿茶、红茶在香气组成上存在明显差异。白茶的香气成分以醇类化合物为主，在白毫银针和白牡丹中含量分别达到70.74%和60.13%，明显高于绿茶（27.56%）和红茶（45.30%）；白茶的酯类含量高于绿茶和红茶，醛类、酮类和碳氢化合物等含量低于绿茶和红茶，酸类、杂氧化合物等在白茶中未检出。β-芳樟醇及其氧化物、香叶醇、水杨酸甲酯、苯乙醇、苯甲醇等是白茶香气的主要成分，分别占白毫银针香气提取物总量的35.70%、23.47%、5.87%、7.06%、2.02%，分别占白牡丹香气提取物总量的35.40%、11.94%、10.72%、6.80%、2.71%。 关键词：白茶；顶空-固相微萃取法；香气成分；气质联用分析 中图分类号：TS272 文献标识码：A 文章编号：1000-369X（2010）02-115-09 Analysis of Aroma Compounds in White Tea Using Headspace Solid-phase Micro-extraction and GC-MS WANG Li1,2, CAI Liang-sui3, LIN Zhi1*, ZHONG Qiu-sheng4, LV Hai-peng1, TAN Jun-feng1, GUO Li1 (1. Tea Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences; National Engineering Technology Research Center for Tea Industry; Key Laboratory of Processing and Quality Control of Tea and Beverage Plants, Ministry of Agriculture, Hangzhou 310008, China; 2. Graduate School of Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100089, China; 3. Fuding Tea Authority, Fuding 355200, China; 4. Tea Research Institute, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fu’an 355015, China) Abstract: The aroma components in Silver Needle Tea and White Peony Tea were extracted by headspace solid-phase micro-extraction (HS-SPME) and analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). Results showed that the aroma components in white tea had obvious difference compared with green tea and black tea processed with the same variety of tea leaves. The aromatic components in white tea were mainly alcohols, the content of alcohols in Silver Needle Tea and White Peony Tea reached 70.74% and 60.13% respectively, which was much higher than that in green tea (27.56%) and black tea (45.30%). The content of esters of white tea was higher but the content of aldehydes, ketones and hydrocarbon compounds was lower than those in green tea and black tea. Acids and heterocyclic oxygen compounds were not found in white tea. The major aromatic components in white tea were β-linalool and its oxides, geraniol, methyl salicylate, phenylethyl alcohol and benzyl alcohol, which accounted for 35.70%, 23.47%, 5.87%, 7.06% and 2.02%, of the total aroma extraction of Silver Needle Tea, 35.40%, 11.94%, 10.72%, 6.80% and 2.71% of the total aroma extraction of White Peony Tea respectively. Keywords: white tea, HS-SPME, tea aroma components, GC-MS 收稿日期：2009-11-09 修订日期：2010-01-06 基金项目：现代农业产业技术体系建设专项资金资助项目(nycytx-26)；浙江省重大科技专项资助项目(2007C12G3020014) 作者简介：王力（1984—），男，安徽池州人，硕士研究生，主要从事茶叶加工方面的研究。*通讯作者：linz@https://www.wendangku.net/doc/7313447814.html,

固相萃取SPE技术

固相萃取SPE技术 一、固相萃取概念及基本原理： 固相萃取(Solid Phase Extraction,简称SPE)是从八十年代中期开始发展起来的一项样品前处理技术。由液固萃取和液相色谱技术相结合发展而来。主要通过固相填料对样品组分的择性吸咐及解吸过程，实现对样品的分离，纯化和富集。主要目的在于降低样品基质干扰，提高检测灵敏度。 固相萃取的基本原理和方法：SPE 技术基于液-固相色谱理论，采用选择性吸附、选择性洗脱的方式对样品进行富集、分离、纯化，是一种包括液相和固相的物理萃取过程；也可以将其近似的看作一种简单的色谱过程。固相萃取(SPE)是利用选择性吸附与选择性洗脱的液相色谱法分离原理。较常用的方法是使液体样品通过一吸附剂，保留其中被测物质，再选用适当强度溶剂冲去杂质，然后用少量良溶剂洗脱被测物质，从而达到快速分离净化与浓缩的目的。也可选择性吸附干扰杂质，而让被测物质流出；或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。 二、固相萃取方法的优点 相对于传统的液液萃取法和蛋白沉淀法，固相萃取具有无可比拟的优势： 1.无需特殊装置和材料,操作简单 2.集样品富集及净化与一身，提高检测灵敏度的最佳方法 3.比液液萃取更快，节省溶剂 4.可自动化批量处理 5.重现性好 三、固相萃取的分类 固相萃取填料按保留机理分为： 正相:Silica,NH2,CN,Diol,Florisil,Alumina 反相：C18,C8,Ph,C4,NH2,CN,PEP,PS等 离子交换：SCX,SAX,COOH,NH2等 混合型：PCX,PAX,C8/SCX等 按填料类型共分为4类： 1．键合硅胶：C18(封端),C18-N(未 端),C8,CN,NH2,PSA,SAX,COOH,PRS,SCX,Silica,Diol。 在SPE中最常用的吸附剂是硅胶或键合相的硅胶即在硅胶表面的硅醇基团上键合不同的官能团。其pH适用范围2-8。键合硅胶基质的填料种类较多，具有多选择性的优点。 2．高分子聚合物：PEP,PAX,PCX,PS,HXN。 3．吸附型填料：Florisil(硅酸镁),PestiCarb(石墨化碳),氧化铝(Alumina-N中性，Alumina-A 酸性，Alumina-B 碱性)。 4．混合型及专用柱系列：PestiCarb/NH2，SUL-5(磺胺专用柱)，HXN(磺酰脲除草剂专用柱)，DNPH-Silica(空气中醛酮类化合物检测专用柱) 三、固相萃取装置及基本操作步骤 关于固相萃取小柱： 常见的固相萃取柱分为三部分：医用聚丙烯柱管，多孔聚丙烯筛板(20μm)和 填料(多为40-60μm，80-100μm)。常用规格：100mg/1ml,200mg/3ml,500mg/3ml,1g/6ml等。以100mg/1ml为例，其中100mg为填料的质量，1ml是空柱管的体积。一次性使用：为避免交叉污染，保证检测可靠性，SPE柱通常是一次性使用的。针对填料保留机理的不同(填料保留

样品前处理--固相微萃取技术综述

固相微萃取(SPME)技术综述 2010级分析化学专业杜亚辉 作为一种较新的样品前处理技术，固相微萃取技术(SPME)具有操作简单、快速，集采样、萃取、浓缩和进样于一体等诸多优点，目前已被广泛应用。下面详细阐述了SPME的技术原理、操作流程、影响因素、应用领域和新的进展。 固相微萃取(Solid-phase microextraction,SPME)是一项新型的无溶剂化样品前处理技术。固相微萃取以特定的固体（一般为纤维状萃取材料）作为固相提取器将其浸入样品溶液或顶空提取，然后直接进行GC、HPLC等分析。SPME由Pawliszyn在1989年首次报道，近10年来固相微萃取技术已成功应用于气体，液体及固体样品的前处理[2]。 1.1 固相微萃取技术及原理 固相微萃取法是以固相萃取为基础发展起来的方法，固相微萃取利用了固相萃取吸附的几何效应，其装置结构的超微化决定了它能避开经典固相萃取的许多弱点。固相微萃取技术多在一根纤细的熔融石英纤维表面涂布一层聚合物并将其作为萃取介质(萃取头)，再将萃取头直接浸入样品溶液(直接浸没－固相微萃取方法，简称DI－SPME)或采用顶空－固相微萃取方法(HS－SPME)采样[8]。由于聚合物涂层的种类很多，因而可对样品组分进行选择性富集和采集，固相微萃取的原理是一个基于待测物质在样品及萃取涂层中分配平衡的萃取过程[3]。固相微萃取利用表面未涂渍或涂渍吸附剂的熔融石英纤维或其它纤维材料作为固定相，当涂渍纤维暴露于样品时，根据“相似相溶”原理，水中或溶液中的有机物以及挥发性物质，从试样基质中扩散吸附在萃取纤维上逐渐浓缩富集。萃取时，被测物的分布受其在样品基质和萃取介质中的分配平衡所控制，被萃取量(n)与其他因素的关系可以用下式描述： n=kV f C0V s/（kV f+ V s） 式中：k为被测物在基质和涂层间的分配系数，V f和V s分别为涂层和样品的体积，C0为被测物在样品中的浓度。如果样品体积很大时(VskV f)上式可以简化成： n=kV f C0 萃取的被测物量与样品的体积无关，而与其浓度呈线性关系，因而从分析结果中得到的萃取纤维表面的吸附量，就能算出被萃取物在样品中的含量，可方便地进行定量分析[1]。 1.2 固相微萃取操作条件的选择 萃取头的构成应由萃取组分的分配系数、极性、沸点等参数来确定，在同一个样品中，因萃取头的不同可使其中一个组分得到最佳萃取而使其他组分受到抑制。平衡时间往往由众多因素所决定，如分配系数、物质扩散速度、样品基质等。此外，温度、离子浓度、样品的

固相微萃取原理介绍

固相微萃取技术(SPME)及其应用 摘要：固相微萃取（SPME）是一种应现代仪器要求而产生的样品前处理新技术。随着人们对其原理和技术发展的深入理解，新型SPME装置的不断应用和发展，SPME已广泛应用于环保及水质处理、临床医药、公安案件处理、国防等。本文对其原理、萃取条件、联用技术的现状进行了综述。 关键词：固相微萃取; 萃取条件; 联用技术; 应用; 综述 The Solid Phase Micro Extraction (SPME) And It’s Application Abstract: The solid phase micro extraction (SPME) is a new kind of modern instrument method before output sample. Along with people as to it's the princ iple develop deep with the technique into the comprehension, the new SPME e quip continuously applied with the development, SPME already extensive and a pplied handle in the environmental protection and fluid matter, the clinical med icine, public security official's case handle, national defense etc.. Present this te xt as to it's principle, the conditions of extraction, coupling with other analytic al technologies to proceeds the overviewed. Keywords: solid-phase micro extraction; the conditions of extraction; coupling with analytical technologies; application; review 固相微萃取（Solid-Phase Microextraction，简写为SPME）是近年来国际上兴起的一项试样分析前处理新技术。1990年由加拿大Waterloo大学的Arhturhe和Pa wliszyn首创，1993年由美国Supelco公司推出商品化固相微萃取装置，1994年获美国匹兹堡分析仪器会议大奖。 固相萃取是目前最好的试样前处理方法之一，具有简单、费用少、易于自动化等一系列优点。而固相微萃取是在固相萃取基础上发展起来的，保留了其所有的优点，摒弃了其需要柱填充物和使用溶剂进行解吸的弊病，它只要一支类似进样器的固相微萃取装置即可完成全部前处理和进样工作。该装置针头内有一伸缩杆，上连有一根熔融石英纤维，其表面涂有色谱固定相，一般情况下熔融石英纤维隐藏于针头内，需要时可推动进样器推杆使石英纤维从针头内伸出。