固相微萃取技术及其应用

固相微萃取技术及其应用第1页，共27页，2023年，2月20日，星期一ProblemsNowdays,timeonanalyzingsampleshavebeenshortenwiththedevelopmentofmodernanalyticinstrumental.However,traditionalmethodsofsamplepreparationaretypicallytimeconsuming(evenashighas60%~70%),employmulti-stepprocedureshavinghighriskforlossofanalytesanduseofextensiveamountsoforganicsolvents.第2页，共27页，2023年，2月20日，星期一Solid-phasemicroextractionMembraneextractionPressuizedliquidextractionMatrixsolid-phasedispensionUltrasonicextractionSPESBSELPMESFEMSPDNewmethodsofSamplepreparation第3页，共27页，2023年，2月20日，星期一Solid-phaseMicroextraction

固相微萃取

byAIDS晚期患者王喆08110668第4页，共27页，2023年，2月20日，星期一Content应用前景与展望产生与装置应用形式萃取涂层原理与影响因素第5页，共27页，2023年，2月20日，星期一1.SPME的产生及基本装置1987年加拿大的Pawliszyn在研究气相色谱(GC)的激光加热样品，快速进样技术时，发现样品汽化速度很快,但是样品前处理却要耗费很长的时间。为了把样品处理时间缩短,他们就把样品处理和GC进样合二为一。Pawliszyn把固定相涂渍在光导纤维的石英丝上,把涂渍固定相的石英丝放在样品水溶液中,吸收(吸附)被分析物,一段时间后取出石英丝置于GC汽化室中进行分析这就是SPME的开始。SPME是以涂渍在石英玻璃纤维上的固定相(高分子涂层或吸附剂)作为吸收(吸附)介质,对目标分析物进行萃取和浓缩,并在色谱仪进样口中直接热解吸，进行分离检测.是一种无溶剂,集采样、萃取、浓缩、进样于一体的样品预处理新技术.第6页，共27页，2023年，2月20日，星期一1.SPME的产生及基本装置为了把涂渍固定相的石英丝放入和取出GC的进样口不影响GC气路系统的密封性,Pawliszyn把涂渍固定相的石英丝粘接到Hamilton7000型注射器针头上.即形成了简易的SPME装置.第7页，共27页，2023年，2月20日，星期一1.SPME的产生及基本装置第8页，共27页，2023年，2月20日，星期一第9页，共27页，2023年，2月20日，星期一第10页，共27页，2023年，2月20日，星期一2.SPME的应用形式直接法顶空法SPMEAB衍生化法D膜保护法C萃取头停留在样品上方的气相中。GC分离有机金属化合物时为了达到理想的挥发度,往往要进行衍生化。将萃取头直接插入样品中,分析物从样品中直接转移到涂层上是通过一个选择性的膜将样品与萃取头隔离,该半透膜允许分析物通过而阻塞干扰物。第11页，共27页，2023年，2月20日，星期一3.SPME的原理与影响因素分析物在样品基质与纤维涂层之间达到分配平衡时：

当样品体积Vs远远于Kfs·Vf时：顶空萃取系统中：

n=co×Kfs×Vf第12页，共27页，2023年，2月20日，星期一涂层萃取温度时间搅拌效率盐效应与PH受多种因素影响，为了获得良好重现性的数据,操作过程中应该严格控制使萃取时间保持一定.影响样品在溶液中溶解度.萃取温度对萃取过程有双重影响，应寻找最佳温度.搅拌可以增加传质速率,提高萃取速度,缩短达到平衡的时间.涂层的极性、厚度差异都将对待测物的选择萃取造成影响.3.SPME的原理与影响因素第13页，共27页，2023年，2月20日，星期一4.1SPME的萃取涂层-常用固定相涂层厚度萃取的分析物种类适用的相对分子量应用PDMS(聚二甲基硅氧烷）

100μm挥发性

多环芳烃、苯系物等30μm非极性，半挥发性60~2757μm非极性，半挥发性PDMS-DVB(聚二甲基硅氧烷二乙烯基苯）

60μm极性

50~300

胺，芳香族碳氢化合物PA(聚丙烯酸酯）

85μm

极性，半挥发性

80~300

均三氮苯类、苯酚CW-TPR（聚乙二醇模板树脂）

50μm表面活性剂

阴离子表面活性剂第14页，共27页，2023年，2月20日，星期一4.2SPME的萃取涂层-进展Mangani等报道了石墨化碳黑涂层,该涂层具有萃取容量大,对非极性和弱极性有机物有强烈的吸附作用等优点。Djozan等制备了一种活性炭纤维涂层,并用它萃取挥发性有机物取得了较好的效果。肖春华等制备了聚硅氧烷-富勒烯涂层,该涂层在对萘和联苯的萃取中,显示出对平面与非平面构型分子的识别能力刘玉等将C8、C18键合相通过高温环氧树脂涂渍在金属丝的表面,制备了C8、C18键合涂层。Pawliszyn等把导电聚合物用于SPME涂层,他们把聚吡咯(PPY)及其衍生物用电化学方法涂渍在金属丝上,这有利于聚合物通过π-π相互作用力萃取芳香族化合物,特别是对于多环芳烃,由于该类聚合物有极性基团,所以适合于萃取极性多环芳烃。第15页，共27页，2023年，2月20日，星期一4.3SPME的萃取涂层-RASB限进介质吸附剂(restrictedaccessmatrixsor-bents)针对大分子的体积排阻功能和对小分子分析物的保留功能,通过控制吸附剂合适的孔径和对吸附剂的外表面进行适当的亲水性修饰,使得生物或环境样品溶液中的大分子不能进入吸附剂的内孔中去,且亲水性的外表面使生物大分子在吸附剂外表面不会发生不可逆的变性和吸附。可以用这一类吸附剂排除生物大分子,而对小分子分析物进行选择性萃取,尤其适用于生物样品。内表面反相填料(internalsurfacereversed-phase，ISRP)半渗透表面填料(semipermeablesurface。SPS)屏蔽憎水相填料(shieldedhydrophobicphase。SHP)蛋白涂覆Cl8硅胶填料(protein-coatedODSJ混合功能填料(mixed-functionalphase)第16页，共27页，2023年，2月20日，星期一4.4SPME的萃取涂层-分子印迹分子印迹,是一项获得在空间结构和结合位点上与某一分子(印迹分子)完全匹配的聚合物的实验制备技术。分子印记聚合物的高选择性、化学稳定性、容易制备等特性使其非常适合于作为SPME涂层的材料。将分子印迹与SPME结合起来,即分子印迹固相微萃取(MISPME)，很好地解决了SPME涂层选择性差的缺点。它既具有SPME高效萃取的优点,又具有MIPs所具有的强大的分子识别能力,从而大大提高了萃取样品的选择性。将MISPME直接与检测系统相连,可将萃取、富集、分离、检测目标物融为一体,应用于日常的实验室中,将是一个很好的方向。

第17页，共27页，2023年，2月20日，星期一4.4SPME的萃取涂层-分子印迹第18页，共27页，2023年，2月20日，星期一4.4SPME的萃取涂层-分子印迹第19页，共27页，2023年，2月20日，星期一5.SPME的应用环境监测中的应用食品监测中的应用医药卫生领域的应用SPME已广泛应用于对大气、土壤、水体中污染物以及作物中农药残留浓度等的分析SPME技术在食品中的挥发性物质、风味物质的测定方面获得了十分广泛的应用。SPME在医药卫生领域的应用发展极为迅速,正逐渐成为生理、病理、毒理学上不可缺少的一个检测手段.第20页，共27页，2023年，2月20日，星期一5.SPME的应用-麝香分别称取掺伪样品和对照样品40mg,置于2ml顶空样品瓶中,加热温度为120℃,时间0·5h。顶空时进样2ml。固相微萃取时取样时间0·5h,萃取温度120℃,进样时间5s。左图有部分较高的峰都是麝香中不应有的成分，如苯甲酸、樟脑等。第21页，共27页，2023年，2月20日，星期一5.SPME的应用-松花粉顶空固相微萃取取0·5g破壁松花粉,置7ml顶空瓶中,在70℃平衡20min,将固相微萃取装置插入顶空瓶中,在顶空萃取30min后,将固相微萃取装置迅速插入GC汽化室,在250℃分流模式解吸10min。顶空萃取取0·5g破壁松花粉,置7ml顶空瓶中,在70℃平衡20min,进样针从顶空瓶上空取样1μ,l迅速插入GC汽化室。第22页，共27页，2023年，2月20日，星期一5.SPME的应用-松花粉HS-SPME法的实验中分离85个化学成分，鉴定了70个化学成分,其中的23个萜类成分,42个脂肪族成分,5个芳香族成分,已鉴定成分占挥发性成分总量的73%.HS法的实验中分离7个化学成分，鉴定了5个化学成分,其中的2个萜类成分,3个脂肪族成分。顶空固相微萃取进样的松花粉总离子流图比顶空进样总离子图中峰面积大200倍,说明固相微萃取能够更有效的提取和富集样品中的成分。第23页，共27页，2023年，2月20日，星期一5.SPME的应用-葫芦巴浸膏第24页，共27页，2023年，2月20日，星期一5.SPME的应用-葫芦巴浸膏董丽等人采用自由基交联和溶胶-凝胶技术,成功制备了乙烯基单苯并-15-冠-5(AB15C5)新型固相微萃取(SPME)涂层.用其对葫芦巴浸膏的挥发性成分进行萃取,用气相色谱/质谱(GC/MS)联用技术进行分离分析,并与商用PA涂层进行了比较.从图中可以看出两种萃取头获取的总离子流色谱图有明显的差别.用AB15C5涂层萃取的葫芦巴浸膏的挥发性成分的数目明