样品前处理及制备技术

样品前处理及制备技术第一页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三目录一、概述第一章溶剂萃取(2学时，自学1学时)第二章蒸馏第三章固相萃取第四章气体萃取（顶空技术Headspace

）第二页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三目录第五章膜分离第六章

热解吸第七章衍生化技术第三页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三一、概述1、样品前处理2、目的指样品的制备和对样品中的待测组分进行提取、净化、浓缩的过程。是消除基质干扰、保护仪器、提高检测方法的灵敏度、选择性、准确度、精密度。第四页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三12354基体复杂有水分、糖类、脂肪、蛋白质等固态有水果、蔬菜、肉、鱼、蛋、家禽、调味品等碳水化合物食品。液态有饮料、乳制品等。检测限量越来越严格如欧盟要求食品中氯霉素检测限量要求为O.1g/kg，己烯雌酚要求为0.05g/kg。各目标化合物的性质差异极大如极性、沸点、热稳定性等多组分并存对人类健康影响有协同效应

例如狄氏剂、DDT等农药与多氯联苯共存时，会使毒性增加一倍浓度极低1防止样品基体组分的信号掩蔽痕量被测物和污染仪器2接近仪器的检测限3、食品样品前处理方法的选择取决于

食品危害残留物质分析的特点第五页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三4、举例9氯霉素类（Chloramphenicols）

P129-13210大环内酯类（Macrolides）和林可霉素类（Lincosamides）P143-150第六页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三举例：HPLC测定邻苯二甲酸酯的样品处理：

净化LLE（BBP、DBP）1mL甲醇溶解2g样品，2mL甲醇，4mL正己烷：甲基叔丁基醚（v:v,1:1），震荡提取2次，离心，上清氮吹，正己烷定容至4mL。冷冻去脂，上清液定容至4mL。

SPE（DEHP、DNOP、DINP、DIDP）氮吹浓缩本底的去除、活化、上样、淋洗、洗脱牛奶和乳酪奶粉黄油2g样品，水浴融化，用5mL甲醇提取2次，离心，上清氮吹，正己烷定容至4mL。第七页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三5.分析包括分析方法的选择

分析的全过程

样品的采集、制备及保存

样品前处理本课程的内容第八页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三样品的采集、制备及保存一、样品的采集分析的首项工作从大量的分析对象（即总体中）抽出一部分（即样品）作为分析材料，这项工作称为样品的采集。说明：※样品来自总体，※并代表总体，※和总体有相同的属性第九页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三样品的采集、制备及保存（一）采样原则1.采集的样品要均匀，有代表性，能反映全部被检食品的组成；2.采样过程中要设法保持原有的理化指标，防止成分逸散或带入杂质。※重要性说明：否则，即使以后的样品处理、检测等都非常精密准确，其检测的结果亦毫无价值，以致导致错误的结论。第十页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三样品的采集、制备及保存（二）采样步骤1.检样：由分析对象大批物料的各个部分采集的少量物料成为检样。2.原始样品：许多份检样综合在一起成为原始样品。3.平均样品：原始样品经过技术处理，再抽取其中的一部分供分析检验的样品第十一页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三样品的采集、制备及保存二、样品制备：粉碎、混匀、缩分

按采样规程采取的样品往往数量很多，颗粒太大，组成不均匀。因此为了确保分析结果的正确性，必须对样品进行粉碎、混匀、缩分，使任何一个部分都能代表全部样品的成分。第十二页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三样品的采集、制备及保存三、样品保存■样品易变：1.食品是动植物组织，是活细胞，有酶的活动，又因食品中的营养素是天然培养基；2.经过采样，破坏了一部分组织，使汁液外流。第十三页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三样品的采集、制备及保存■保存原则

1.应防止污染2.应防止腐败变质3.应稳定水分4.应固定待测成分（不稳定，易挥发）。(应结合分析方法，在采样时加入某些溶剂或试剂，使待测成分处于稳定状态）第十四页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三样品的采集、制备及保存

■保存方法净：①器具干净②防止污染和变质密：①稳定水分②防止挥发损失③避免引入污物冷：①冷藏（0～5℃）下运输和保存②降低化学反应速度快：尽快分析避光：VB1、胡萝卜素、黄曲霉素B1,易发生光解冷冻干燥：不能马上分析的样品最好冷冻升华干燥来保存第十五页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三5、本课程的目的（1）（2）（3）知道每一步所加药品或操作步骤的作用和目的能看懂已确立的检测方法的前处理过程。为研究建立新的检测方法、为改进前处理方法奠定基础第十六页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第一章溶剂萃取(2学时，自学1学时)第一节、液-液萃取

第二节、液-固萃取第三节、液-气萃取（溶液吸收）第四节、萃取溶剂的选择

第十七页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第一章溶剂萃取什么叫作溶剂萃取在液体、固体或者气体中含有的某些物质，使用溶剂将它们溶解出来，这样的方法也称作溶剂萃取。液体样品最常用的萃取技术之一是溶剂萃取，通常叫做液一液萃取。据调查，在分析化学实验室中几乎半数的人员常常使用液一液萃取。溶剂萃取原理液一液萃取、液一固萃取和液-气萃取(溶液吸收)等，它们都是属于两相间的传质过程，即物质从一相转入另一相的过程。第十八页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三液一液使用石油醚萃取水样品中的氯苯类化合物就是从液相到液相传质的液一液萃取使用二硫化碳萃取活性炭中吸附的有机溶剂就是从固相到液相传质的液一固萃取；液一气使用重蒸馏水吸收。(采集)空气中的甲醇就是从气相到液相传质的液一气萃取，通常叫做溶液吸收。液一固举例第十九页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第一节液-液萃取液-液萃取是经典的提取方法之一，液-液萃取常用于样品中被测物质与基质的分离，在两种不相溶液体或相之间通过分配对样品进行分离而达到被测物质纯化和消除干扰物质的目的与其它方法相比，液-液萃取法仍是目前最常用的样品处理方法，其原因是：（1）通过萃取可将被测组分自大量内源性物质中分离出来，减少杂质对测定的干扰；（2）操作简单快速、经济实用；（3）可将萃取液蒸发，使组分富集；（4）可一次进行同类组分的萃取。第二十页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三液-液萃取原理它基于被测组分在不相混溶的两种溶剂中溶解度或分配比的不同来达到分离、提取或纯化的目的Nernst分配定律：物质将分配在两种不混溶的液相中。如果以有机溶剂和水两相为例，将含有有机物质的水溶液用有机溶剂萃取时，有机化合物就在这两相间进行分配。在一定的温度下有机物在两种液相中的浓度比是一常数：

KD=co／cab

式中，KD是分配系数，co是有机相中物质的浓度，cab是水相中此物质的浓度。第二十一页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三液-液萃取分类分类常规液-液萃取连续液-液萃取逆流萃取微萃取萃取小柱(Cartridges)技术

在线萃取自动液一液萃取

第二十二页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三常规液-液萃取常规的液-液萃取方法使用分液漏斗，需要10~1000mL的液相(每一种)。对于一步萃取，为了获得较大的回收率(在某一相中达99％以上)，分配系数KD必须大于10，因为相比(Vo／Vaq)必须保持在0.1～10之间。在大部分的分液漏斗的液．液萃取方法中，定量回收需要两次或更多次的萃取。如下式：E=1一[1／(1+Vo／KDV)]n(3-3)式中，n是萃取次数。如果某一种物质的分配系数KD=5，两相的体积相等时(V=1)，必须进行3次萃取(n=3)才能获得大于99％的回收率。每一次萃取都使用新鲜的溶剂。一般来说，多次萃取与一次萃取相比具有较高的萃取效率。第二十三页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三连续液-液萃取如果KD值小或者需要的样品量大，多次萃取是不实际的。并且萃取的总体积也太大。在某些情况下，萃取的动力学可能是很慢的，需要很长时间才能建立平衡。在这些情况下，可以使用连续液一液萃取技术。第二十四页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三连续液-液萃取在连续液一液萃取中，新鲜的有机溶剂可以循环地连续使用，通过含有被萃取的水相。图3-1表明一个连续液一液萃取器的结构，使用比水重的有机溶剂进行萃取。这种萃取溶剂从烧瓶中被加热蒸馏，上升到冷凝器被冷凝，并淋漓出两种不混合的水和带有萃取物的溶剂。最后，溶剂和萃取物返回到烧瓶中。此过程连续地进行直到足够量的被测物质被萃取出来。在某些模块中，烧瓶也作为浓缩器使用，连续萃取之后便于蒸发和除去萃取溶剂。第二十五页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三连续液-液萃取优点无需人工操作，可以处理低KD萃取，使用较少的溶剂，较高的效率。缺点在蒸馏过程中可能会损失高挥发性的化合物，热不稳定化合物也可能会降解，除非他们能够接受沸腾溶剂的温度。第二十六页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三逆流萃取逆流萃取（CountercurrentDistribution）装置可以提供1000或者更多的塔板数用于更有效的液一液萃取,但是它需要很长时间和工作量。逆流萃取可以回收分配系数KD值相当小的组分。第二十七页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三微萃取采用0.001～0.01范围的相比率值(V)进行萃取过程。与传统的液一液萃取相比，它采用小体积有机溶剂。微萃取提供的回收率较差，但是在有机相中的欲测物质的浓缩大大地增高。此外，使用的溶剂量也大大地减少。在容量瓶中进行萃取，可以选择比水密度低的有机溶剂，结果有机溶剂积累在瓶颈部分并且便于抽取它们。在有机相中的被测物质的浓缩可以通过盐析作用得到加强。可以采用样品加入内标和萃取校正标准的方法进行测定。第二十八页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三萃取小柱(Cartridges)技术使用萃取小柱代替分液漏斗完成液一液萃取，将一种液相混合到一种惰性介质中并经过渗滤，与色谱相类似的方式，不相容相进入不流动相（固定相）。这些萃取小柱同固相萃取小柱一样，在聚乙烯管中填充经煅烧助溶的高纯硅藻土。这些管的体积从0.3～300mL(有商品出售)。具有大表面的填充物可提高萃取效率、防止水溶液样品(被硅藻土吸附的)和有机萃取溶剂之间的乳化。此技术操作简单，可以用于含有误用药物的体液的萃取。可先使用样品润湿萃取小柱中的吸附剂几分钟后，再将有机萃取溶剂加入到萃取小柱中。当有机溶剂还保存在萃取小柱中时(已经含有萃取物质)，分别调节pH值在4．5和9．0时，以萃取样品中的酸性或碱性物质。第二十九页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第三十页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三在线萃取第三十一页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三在线萃取优缺点可用于非常小的样品体积(低于100mL)，使用小量的试剂和有机溶剂(费用降低)，闭环系统(样品不会暴露到大气中，防止了污染和对人的毒性及溶剂的可燃性)，高的样品萃取产率，可充分自动化，流动系统的接口可直接与分析仪器相连接。灵敏度较低，要求更复杂的硬件(泵、相沉淀器、相分离器)。第三十二页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三自动液一液萃取传统的液一液萃取需要大量的手工操作，当样品负荷增加，并超过了合理的程度，人们就会考虑自动化。许多仪器厂家研制了全部自动或者部分自动地完成样品萃取和浓缩的装置。美国OI分析公司根据EPASW-846方法3510～3520，研制了ExCell自动液一液萃取系统。此系统使用二氯甲烷作为萃取剂，在约3h时间内可同时处理6个1L水样品中半挥发性物质的液一液萃取。此系统的萃取过程与传统的分液漏斗的液一液萃取不同，如图3—3所示。第三十三页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三自动液一液萃取在萃取池中装有二氯甲烷溶剂，溶剂液体表面上通过风机作用使萃取池形成轻微的真空，水样品以液滴方式连续地被引进到萃取溶剂中。水样品液滴在进入二氯甲烷溶剂过程中，先通过一个专用的由外部电极产生的电场区域。电场促使萃取溶剂中的水滴进行运动，液滴形状产生扭曲并分裂成更小的液滴。这种分裂在水相和二氯甲烷相之间的界面上大量增加，导致水滴中的欲测定有机物分子快速地扩散进入二氯甲烷中。二氯甲烷真空水滴运动第三十四页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三乳化现象的产生液-液萃取中非常重要的操作是急速地振动样品。此步骤可确保两相的完全接触，有助于质量传递。在分液漏斗发生完全的混合，产生大量的界面区域使得有效的分配出现。由于物质剧烈的振动，在液一液萃取中乳化现象经常发生，特别是那些含有表面活性剂和脂肪的样品。收集欲测物质必须先进行破乳。为了防止乳化形成，应用采取加热或加盐的方法破乳。通过改变KD，改变溶剂或化学平衡作用的添加剂，诸如使用缓冲剂调节pH，盐调节离子强度等第三十五页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三乳化的害处乳化现象能使被测组分损失。第三十六页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三12354加盐使用加热-冷却萃取容器通过离心作用

加进少量的不同的有机溶剂通过玻璃棉塞过滤乳化液样品；通过相过滤纸过滤乳化液样品；破乳的常用方法第三十七页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三破乳的常用方法为了防止乳化，可应用较大体积的有机溶剂，避免猛烈振摇或加入适当的试剂改变其表面张力而破乳，若已发生严重的乳化现象，可将试管置于冰箱中冷冻破乳。第三十八页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三如何避免玻璃容器壁对某些药物的吸附1萃取过程中所用的玻璃容器壁对某些药物的吸附是不可忽略的特别是当药物浓度较低时更是如此。对萃取所用的器具进行硅烷化处理2还常在萃取剂中加入异戊醇。异成醇能减少玻璃壁的吸附，还可减少萃取过程中乳化的形成。也可以加入二乙胺，二乙胺能显著减少吸附作用，提高萃取回收率。

第三十九页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第一章溶剂萃取(2学时，自学1学时)第一节、液-液萃取

第二节、液-固萃取第三节、液-气萃取（溶液吸收）第四节、萃取溶剂的选择

第四十页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第二节、液-固萃取

最简单的液-固萃取就是将欲萃取的固体放入萃取溶剂中，加以振荡，必要时也可加热，然后利用离心或过滤的方法使液、固分离，欲萃取组分进入溶剂。但是，这种最简单的液一固萃取只能用于十分容易萃取的组分，它的萃取效率很低，加热时溶剂也容易损失，一般很少使用。第四十一页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第二节、液-固萃取

最常用的液一固萃取是索氏萃取，如图3-4(a)所示[3]。索氏萃取装置有商品产品，其规格有125，250，500mL的。也可以自行设计加工制造。样品经索氏萃取之后，通常需要对萃取液进行浓缩和定容的程序。浓缩和定容的程序通过K—D(Kudema-Danish)浓缩器完成。K—D浓缩器的结构组成如图3—4(b)所示。最后可将样品萃取液浓缩定容到1～5mL。。第四十二页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第二节、液-固萃取

第四十三页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三萃取时的温度提高萃取时的温度虽然可以提高萃取效率，但是萃取温度也不能任意提高。当接近或超过溶剂的沸点时，溶剂汽化，致使萃取难以进行；如果萃取温度过高，常常是被萃取出来的杂质也随着增多。通常，萃取时的温度应当比所用的溶剂的沸点低10～15℃。第四十四页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第一章溶剂萃取(2学时，自学1学时)第一节、液-液萃取

第二节、液-固萃取第三节、液-气萃取（溶液吸收）第四节、萃取溶剂的选择

第四十五页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三三、液-气萃取(溶液吸收)溶液吸收装置由装有吸收液的气体吸收管、抽取气体样品的动力装置(或空气采样泵)和控制抽取气体流量的装置等基本部分组成，如图3-6所示。气体吸收管、空气采样泵等均有商品出售，可根据要求选取不同的规格和技术指标。第四十六页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三液-气萃取(溶液吸收)装置第四十七页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三液-气萃取(溶液吸收)原理使用溶液吸收方法可以收集气态、蒸汽和气溶胶等样品，被抽取气体样品通过吸收液时，在气泡和吸收液的界面上，欲测组分的分子由于溶解作用或者化学反应很快地进入吸收液中，同时气泡中间的气体分子因存在浓度梯度和运动速度极快，能够迅速地扩散到气-液界面上。因此，整个气泡中欲测组分的分子很快地被溶解吸收。第四十八页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三综上所述溶剂萃取是分析实验室常常使用的色谱分析样品制备方法。大部分的方式是在分液漏斗中一步或者多步萃取。连续萃取方法和反相萃取使它容易处理具有低分配系数的物质的样品。微萃取提供了灵敏度的改进和减少了溶剂用量。但是，必须改进回收率。萃取夹（萃取小柱）模仿传统的液一液萃取并且使得样品收集变得容易当处理大体积样品时，在线萃取系统、自动工作站和自动进样器是有效的，而手动的液一液萃取容易引入较大的误差。固相萃取是一种与经典液二液萃取具有竞争的技术之一，特别是在常规实验室的应用中尤其这样。第四十九页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第一章溶剂萃取第一节、液-液萃取第二节、液-固萃取第三节、液-气萃取（溶液吸收）第四节、萃取溶剂的选择

第五十页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第四节、萃取溶剂的选择

液-液萃取常用的有机溶剂有甲醇、乙腈、丙酮、氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、乙醚、叔丁基甲醚、乙酸乙酯、苯、甲苯、正己烷。第五十一页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三溶剂选择应注意以下几点：

①溶剂的极性：根据相似相溶原理，极性组分易溶于极性溶剂，反之亦然，应根据被测组份的极性选择相似极性的溶剂。例如，代谢物的极性一般比母体药物高，可选择极性较强的溶剂萃取，将其与母体药物分开。相反，若用较低极性的溶剂萃取，则可选择性地将母体药物同代谢物萃取分离开。又如生物材料中的内源成分大多为极性化合物，为了减少其混入萃取液中的少量杂质，则宜使用极性低的溶剂萃取。当然，实际萃取被测组分时，还常于萃取溶剂中加入第二种溶剂，以调整极性，使达到选择性萃取；第五十二页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三溶剂选择应注意以下几点：

②溶剂的沸点：萃取分离后的有机相通常需置温水浴中通压缩空气（或氮气）使挥发，将被测组份浓集，因此萃取溶剂的沸点就不应接近或高于水的沸点，否者挥发困难；第五十三页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三溶剂选择应注意以下几点：

③溶剂的毒性:使用对人体有害的溶剂萃取时，应在通风橱内进行。在常用溶剂中，乙酸乙酯既安全又无毒，对不同极性的被测组分均有较高的萃取回收率，又易于挥干，萃取物中混入的内源杂质量少，是较理想的首选溶剂；第五十四页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三溶剂选择应注意以下几点：

④溶剂与水的互溶性：有的溶剂如乙醚，萃取后可混入大约1.2%的水分，因此伴随带入一些水溶性杂质。乙醚萃取能力强，又易于挥干浓缩，为常用萃取溶剂，除去混入水分的方法是加入无水Na2SO4脱水，减少混入的水溶性杂质量。无水Na2SO4使用前要烘干处理第五十五页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三溶剂选择应注意以下几点：

④溶剂与水的互溶性：与水混溶的有机试剂，诸如低分子量的醇、酮、醛、甲基氰和二噁烷等，都不适合于液一液萃取。在液一液萃取中，分析学家应该选择在水中具有低溶解性(小于10％)的有机溶剂和萃取后易挥发的、与分析技术匹配的、具有极性和氢键性质的有机溶剂。这样可以强化有机相中欲测定物质的回收率。第五十六页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三某些适合于液一液萃取的溶剂第五十七页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三某些溶剂与水的混溶性

第五十八页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三溶剂极性的大小

溶剂极性的大小，可根据介电常数和偶极矩进行判断溶剂极性的大小还应该考虑分子间特殊作用力应该选择极性有机溶剂从水样品中萃取极性物质第五十九页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三有机相与水相容积比的选择萃取过程中加入的有机溶剂并非越多越好，而应适量。一般有机相与水相容积比以1:1或2:1为佳，据被测组份的性质及方法需要，有时也增加有机相的比例。另外，萃取时若往水相中加入少量比重大的有机溶剂（如氯仿），而该溶剂对药物的溶解度又比较大，则可将药物从水相中浓集于小体积的有机相中，若萃取时使用的是尖底试管，则富含药物的有机相沉集于管尖部位，可直接取样分析，或将其分离出来。萃取时于水相中加入有机相后，一般只萃取一次。特殊情况下（如杂质不易除去），则必须将第一次萃取分出的含药有机相，再用一定pH的水溶液反萃取，最后再从水相将药物萃回到有机相中。第六十页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三离子对试剂一些酸性或碱性较强的有机药物在体液中呈离解状态，成为亲水性极强的带电荷离子，即使控制pH也不能抑制它们的电离，不能用有机溶剂将其自体液中提取出来。对于上述呈离解状态的药物，可加入离子对试剂，使它们形成具有一定脂溶性的离子对络合物，用有机溶剂将其从水相中萃取出来。第六十一页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三离子对试剂阳离子药物配对的离子对试剂则为阴离子，其中以烷基磺酸类（RSO3H）为最常用，实际起配对作用的是其阴离子RSO3-，R为烷基，其碳链越长，生成的离子对络合物脂溶性越高。实际应用的试剂为其盐类，如戊烷磺酸钠（R=C5H11）、己烷磺酸钠（R=C5H11）和庚烷磺酸钠（R=C6H13）。此外，R除为直链烷烃外，也可选用芳烃基，如可用-萘磺酸作为离子对试剂。除上述烷基磺酸外，还可使用一些无机酸，如用高氯酸的阴离子ClO4-与阳离子有机药物配对。第六十二页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三离子对试剂阴离子药物配对的离子对试剂主要为烷基季铵类化合物，可用通式R4N+·X-表示，（X-可为酸根或氢氧基，R为烷基。烷基碳链长度常用C4～C12，甚至可选用C20，碳链越长，则生成的离子对络合物脂溶性越高。常用的烷基季铵中有四丁基铵、四戊基铵等，商品试剂常用其盐，如磷酸四丁基铵、硫酸氢四丁基铵，或为其氢氧化碱，如氢氧化四丁基铵。第六十三页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第二章蒸馏蒸馏是一种使用广泛的分离方法，根据液体混合物中液体和蒸气之间混合组分的分配差别进行分离。凡是学过有机化学实验课程的学生至少涉及到一个简单的二元混合体系有机物的分离或者纯化(精制)实验。实际上，蒸馏技术是挥发性和半挥发性有机物样品精制的第一选择。但是，在进行色谱分析样品制备时，蒸馏通常不是分析化学家的第一选择技术。化学家在实验室进行过许多次的蒸馏实验，其中的某些技术可以成功地用于色谱分析前样品的精制、清洗或者混合样品的预分离。第六十四页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三一、蒸馏原理一、蒸馏原理蒸馏的主要目的是从混合液体样品中分离出挥发性和半挥发性的组分。一种材料在不同温度下的饱和蒸气压变化是蒸馏分离的基础。大体说来，如果液体混合物中两种组分的蒸气压具有较大差别，就可以富集蒸气相中更多的挥发性和半挥发性的组分。两相——液相和蒸气相——可以分别地被回收，挥发性和半挥发性的组分富集在气相中而不挥发性组分被富集在液相中。第六十五页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三二．简单蒸馏第六十六页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三三、分馏第六十七页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三四、减压蒸馏第六十八页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三五、水蒸气蒸馏第六十九页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三蒸馏技术的应用1．草药中植物油与GC联用的微蒸馏是一个理想的方法，用于测定草药中的植物油。这此化合物不能进行高温蒸馏。这种分析的常规方法是DABl996方法，使用水蒸气蒸馏[11]。与使用微蒸馏制备标准方法相比较，分析化学家应用水蒸气蒸馏方法从茴香种子中获得了植物挥发油。茴香种子是一种香味剂，被用来制造茴香油。他们的方法只使用0.20～0.25g样品。加入10ml水到煮沸瓶中以提供水蒸气。此方法包括一个75min的程序温度蒸馏，最后温度是108°C。癸酸甲酯作为内标，p-二甲苯作为萃取溶剂。p-二甲苯使蒸馏液中植物油容易萃取出来[12]。此外，蒸馏瓶的设计允许蒸馏的植物油一二甲苯溶液从水相中分馏出来。使用移液管很容易除去有机层。Briechle和合作者通过常规和微蒸馏方法制备的萃取物进行毛细管GC分析获得了他们的结果。他们观察色谱图之间没有差别，这说明微蒸馏是一种可以接受的取代常规蒸馏的方法。微蒸馏方法与常规DAB方法相比的优点是，蒸馏时间短、能够制备多种样品、可进行小体积样品蒸馏(常规的2％量)。第七十页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三蒸馏技术的应用2．奶粉和其他奶产品中有机氯污染物

连续水蒸气蒸馏．溶剂萃取已经被用作选择样品制备技术，用于GC—ECD分析有机氯农药[13]。虽然此技术已经被应用了许多年，每一次都进行了不同的技术改进。原来的方法使用比水重的溶剂(二氯甲烷)萃取，而现在使用比水轻的溶剂(低级石油醚)11钏。其他改进方法更完全地将溶剂和水蒸气混合，具有较大冷凝表面，分析化学家使用自来水用于冷凝，通过过流和连接管的变化防止交叉污染为了完成实验，有人将5g有机氯农药．奶粉装入蒸馏瓶中，再加入硫酸(打破胶束)、内标、甲醇和聚二甲基硅氧烷溶液(一种抗泡沫剂)。使用蒸汽发生器并且让水蒸气直接输人烧瓶中。蒸气一可蒸馏的挥发性农药被驱除并且被收集在20ml的石油醚中，其中含有内标物质。样品制备的最后一步是使用K—D浓缩器将石油醚萃取物浓缩成lml。最后，使用毛细管GC—ECD分析萃取物。人们发现[15]，当奶粉或者奶产品不到5％时，此方法具有快速(1～1.5h的蒸馏、清洗和15～30min的萃取物浓缩)、选择性好、回收率高等特点。第七十一页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三蒸馏技术的应用3．真空蒸馏-GC／MS用于测定环境样品中挥发性有机物美国EPA研究了减压蒸馏方法用于测定环境样品中挥发性有机物，并且确定了控制回收率与潜在取代校正的相关性[16]。有学者研究了激活基质对物质回收率的作用，作为物质沸点和相对挥发性的函数[17]。这项研究中选择了114种替代物，测定它们的对这些参数的作用。对各种基质中多种物质分析测定以后，报告了测定一种物质的不确定度。在色谱分离之前，在真空瓶与GC之间使用冷却环进行捕集以浓缩蒸馏物。此方法获得了水、土壤和基体样品中ng／g级水平的检出限。此研究结果表明，真空蒸馏一GC-MS技术的准确度足以完成蒸馏水中标准物质的分析测定，可用于测定各种样品体积中的挥发性有机物。第七十二页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三蒸馏技术的应用4．HPLC废溶剂的蒸馏

虽然此项应用不是一种预色谱蒸馏，但是它有助于减少HPLC实验室溶剂处理费用。大部分HPLC实验室使用大量的与有机溶剂混溶的水作为流动相，并且这些用过的溶剂实际上都是废液。因为大部分废溶剂混合有燃料可被烧掉，但水一有机化合物的热值较低，处理的费用较高。混合废物中的水增加了处理废物的体积。使用旋转带或者填充柱蒸馏技术，从这些废液中除去大部分的水是比较容易的。因为HPLC使用的大部分溶剂与水相比具有较低的沸点，在蒸馏之后大部分的水和痕量的物质被遗留在烧瓶中，如果使用合适的蒸馏技术，遗留的液体可以被处理到下水道中。通常，蒸馏仅需要少量的手动操作。处理含有75％水的19L废液大约需要8～10h，而如果处理5.5L的溶剂，则会大大减少处理量和费用[17]。据统计[18]，使用高纯溶剂回收系统(NutraSweet公司产品)常规回收HPLC实验室的乙腈，每年节省的销售服务费和处理费用大约为2万美元。

第七十三页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第三章固相萃取第一节、固相萃取的模式及原理第二节、固相萃取的常用吸附剂（固定相）第三节、固相萃取的装置及操作程序第四节、固相微萃取第五节、固相萃取技术的应用第七十四页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第三章固相萃取什么是固相萃取固相萃取(SolidPhaseExtractionSPE)就是利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附，与样品的基体和干扰化合物分离，然后再用洗脱液洗脱或加热解吸附，达到分离和富集目标化合物的目的。第七十五页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第一节、固相萃取的模式及原理

固相萃取法（Solidphaseextraction，SPE）是近十几年迅速发展起来的一种样品预处理技术，它是以液相色谱分离机制为基础建立起来的分离和纯化方法。固相萃取实质上是一种液相色谱分离，其主要分离模式也与液相色谱相同第七十六页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三一种是保留杂质，待测组分不被保留而自然流出或者被洗脱固相分离两种样品纯化的途径更为常用的一种是先使待测物完全保留在柱上，使干扰杂质随样品溶剂或洗涤液洗出，然后以小体积溶剂洗脱待测物。PAEsBPA第一节、固相萃取的模式及原理

第七十七页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三1、快速

2、回收率高

3、精密度比较好4、样品用量少,有一定的选择性，无乳化现象等通常超过90%一般1～2min即可完成<10%与经典的液-液萃取法相比，

固相萃取的优点有:第七十八页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三SPE柱的类型反相柱1正相柱2离子交换柱3吸附柱4第七十九页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三反相固相萃取所用的吸附剂通常是非极性的或极性较弱的，所萃取的目标化合物通常是中等极性到非极性化合物。目标化合物与吸附剂间的作用是疏水性相互作用，主要是非极性一非极性相互作用，是范德华力或色散力。反相柱1第八十页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三正相固相萃取所用的吸附剂都是极性的，用来萃取(保留)极性物质。在正相萃取时目标化合物如何保留在吸附剂上，取决于目标化合物的极性官能团与吸附剂表面的极性官能团之间的相互作用，其中包括了氢键，兀一兀键相互作用，偶极一偶极相互作用和偶极一诱导偶极相互作用以及其他的极性一极性作用。正相固相萃取可以从非极性溶剂样品中吸附极性化合物。正相柱2第八十一页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三离子交换固相萃取所用的吸附剂是带有电荷的离子交换树脂，所萃取的目标化合物是带有电荷的化合物，目标化合物与吸附剂之间的相互作用是静电吸引力。离子交换柱3第八十二页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三Al2O3填料石墨化碳填料吸附柱4第八十三页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第三章固相萃取第一节、固相萃取的模式及原理第二节、固相萃取的常用吸附剂（固定相）第三节、固相萃取的装置及操作程序第四节、固相微萃取第五节、固相萃取技术的应用第八十四页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第二节、固相萃取的常用吸附剂第八十五页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第八十六页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第八十七页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三固定相的选择选择SPE固定相时，主要依据两个因素：需要提取的溶质和样品溶剂分析物的极性与固定相极性非常相似时，可得到分析物的最佳保留。两者极性越相似保留越好，所以要尽量选择极性相似的固定相例如，萃取碳氢化合物（非极性）是要采用反相柱（非极性）。当分析物极性适中时，正、反相固定相都可使用。第八十八页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三固定相的选择固定相选择还受样品溶剂强度的制约。样品溶剂强度相对该固定相应该较弱，弱溶剂会增强分析物在吸附剂上的保留。如果溶剂太强，将得不到保留或保留很弱。举例来说，样品溶剂是正己烷时，用反相柱就不合适，因为正已烷是强溶剂，分析物不会有保留；当样品溶剂是水时，就可以用反相柱，因为水是弱溶剂，不影响分析物的保留。其他还应该考虑以下几点：①分析物在极性或非极性溶剂中的溶解度；②分析物有无可能离子化，从而决定可否用离子交换固定相；③分析物有无可能与固定相形成共价键；④不要的组分与分析物在固定相结合点上的竞争程度。第八十九页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三SPE柱填料的选择第九十页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第三章固相萃取第一节、固相萃取的模式及原理第二节、固相萃取的常用吸附剂（固定相）第三节、固相萃取的装置及操作程序第四节、固相微萃取第五节、固相萃取技术的应用第九十一页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第三节、固相萃取的装置及操作程序

第九十二页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三SPE柱的使用方法方法上加压式多管真空固相萃取装置离心方式第九十三页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三SPE柱的使用步骤1.活化2.上样3.淋洗4.洗脱TEXTTEXTTEXTTEXT■分析物，●干扰物，▲其他干扰物第九十四页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三活化①以适当强溶剂湿润固相萃取柱使其溶剂化；②以弱溶剂通常是水或缓冲溶液洗涤固定相，使其达到良好的分离状态；第九十五页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三上样

③将溶于弱溶剂常是缓冲溶液中的样品加到固相提取柱上第九十六页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三淋洗④以强度适当的弱溶剂，如含有少量甲醇的水或缓冲溶液洗涤、除去基质或干扰组分；⑤用强度较高的溶剂洗脱待测组分，收集洗脱液，直接或适当浓缩后进行色谱分析。第九十七页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三溶出（洗脱）⑤用强度较高的溶剂洗脱待测组分，收集洗脱液，直接或适当浓缩后进行色谱分析。第九十八页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第三章固相萃取第一节、固相萃取的模式及原理第二节、固相萃取的常用吸附剂（固定相）第三节、固相萃取的装置及操作程序第四节、固相微萃取第五节、固相萃取技术的应用第九十九页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第四节、固相微萃取固相微萃取(SolidphaseMicrO—ExtractionSPME)是在固相萃取基础上发展起来的一种新的萃取分离技术，与液一液萃取和固相萃取相比，具有操作时间短，样品量小，无需萃取溶剂，、适于分析挥发性与非挥发性物质，重现性好等优点。第一百页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第四节、固相微萃取固相微萃取装置外形如一只微量进样器，由手柄(holder歹和萃取头或纤维头(fiber)两部分构成，萃取头是一根1cm长，涂有不同吸附剂的熔融纤维，接在不锈钢丝上，外套细不锈钢管(保护石英纤维不被折断)；纤维头在钢管内可伸缩或进出，细不锈钢管可穿透橡胶或塑料垫片进行取样或进样。手柄用于安装或固定萃取头，可永远使用(图3—25)。

第一百零一页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第四节、固相微萃取第一百零二页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第四节、固相微萃取固相微萃取关键在于选择石英纤维上的涂层(吸附剂)，要使目标化合物能吸附在涂层上，而干扰化合物和溶剂不吸附，一般是：目标化合物是非极性时选择非极性涂层；目标化合物是极性时选择极性涂层。固相微萃取的采样方法是将固相微萃取针管(不锈钢套管)穿过样品瓶密封垫，插入样品瓶中。然后推出萃取头，将萃取头浸入第一百零三页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第三章固相萃取第一节、固相萃取的模式及原理第二节、固相萃取的常用吸附剂（固定相）第三节、固相萃取的装置及操作程序第四节、固相微萃取第五节、固相萃取技术的应用第一百零四页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第五节、固相萃取技术的应用

固相萃取主要用于复杂样品中微量或痕量目标化合物的分离和富集。例如，生物体液(如血液，尿等)中药物及其代谢产物的分析，食品中有效成分或有害成分的分析，环保水样中各种污染物(可挥发性有机物和半挥发性有机物)的分析都可使用固相萃取将目标化合物分离出来，并加以富集，然后进行色谱分析。第一百零五页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三举例：1．血浆中苯并二氮杂类药物(安定)的测定使用6mL固相萃取柱；柱内填加500mgC18吸附剂。用5ml甲醇活化，然后再用5mL水淋洗。将lmL0.1mol/L乙酸钠加入4mL血浆中，充分混合后倒入萃取柱内，抽滤。然后加入3mL水，抽滤30s。再将固相萃取柱在1000～1500r／min离心机上离心5min。用3ml丙酮洗脱，收集洗脱液，将洗脱液在氮气流下缓缓加热(<45°C)至干燥。用200uL甲醇溶解残渣，进样20uL，进行HPLC分析第一百零六页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三举例：2．水中多环芳烃(PAHS)的测定使用6mL固相萃取柱，柱内填加500mgCl8吸附剂，用5mL二氯甲烷活化，然后再用甲醇冰(5ml甲醇和5mL水)淋洗液重复淋洗2次。加2mL异丙醇到20mL水样中(10％异丙醇含量)，混合后倒人固相萃取柱，流速不得大于10mL／mino用3mL甲醇．水(体积比=50：50)淋洗，抽真空30s，再将固相萃取柱在1000～1500r／min离心机上离心5mino用3mL二氯甲烷洗脱，收集洗脱液。将洗脱液在干燥氮气流下浓缩到50～200uL，浓缩时样品不要加热，以免造成小分子多环芳烃的丢失。加二氯甲烷至总体积为200uL，进样20uL，进行GC分析。第一百零七页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三举例：3.邻苯二甲酸酯类污染来源生产过程加工过程包装环节奶牛场散户成品消费者第一百零八页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三欧盟官方的监控BBP:30

mg/kgDBP:0.3

mg/kgDEHP:1.5

mg/kgDNOP:9.0mg/kgDINP:9.0mg/kgDIDP:9.0mg/kgCommissionDirective2007/19/ECofEU(MRLofPAEs)第一百零九页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三6种PAEs的结构式图16种PAEs的结构式（a）邻苯二甲酸丁苄酯,（b）邻苯二甲酸二丁酯,（c）邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯,（d）邻苯二甲酸二正辛酯,（e）邻苯二甲酸二异壬酯,（f）邻苯二甲酸二异癸酯Fig.1ThestructuresofsixPAEs(a)BenzylButylPhthalate，BBP(b)DibutylPhthalate，DBP(c)Bis(2-ethylhexyl)Phthalate，DEHP(d)Di-n-octylPhthalate，DNOP(e)DiisononylPhthalate，DINP(f)DiisodecylPhthalate，DIDP(a)(b)(c)(d)(e)(f)第一百一十页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三样品处理：HPLC

净化LLE（BBP、DBP）1mL甲醇溶解2g样品，2mL甲醇，4mL正己烷：甲基叔丁基醚（v:v,1:1），震荡提取2次，离心，上清氮吹，正己烷定容至4mL。冷冻去脂，上清液定容至4mL。

SPE（DEHP、DNOP、DINP、DIDP）氮吹浓缩本底的去除、活化、上样、淋洗、洗脱牛奶和乳酪奶粉黄油2g样品，水浴融化，用5mL甲醇提取2次，离心，上清氮吹，正己烷定容至4mL。第一百一十一页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三样品处理(HPLC-MS/MS)

SPE净化1mL甲醇溶解，离心1g样品，加入各自对应同位素内标物，以下几步同HPLC方法……正己烷定容至2mL。氮吹浓缩洗脱液：含50%乙酸乙酯的正己烷溶液，洗脱25mL。BBP-3,4,5,6-D4DBP-3,4,5,6-D4DEHP-3,4,5,6-D4DNOP-3,4,5,6-D4Waters公司电喷雾四极杆飞行时间串联质谱仪（ESIQ-TOFMS/MS）第一百一十二页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三1.SPE柱的选择PSA(N-丙基乙二胺)硅胶柱（ProElut）保留较弱，回收率偏低DEHP、DNOP、DINP和DIDP的保留时间较长(纯甲醇洗脱，也会造成DINP和DIDP的严重拖尾)回收率较好、峰型尖锐淋洗体积、洗脱范围、分析时间：500mg填充量选择（500,1000,1500mg）C18第一百一十三页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三2.洗脱曲线的确定

SPE柱经活化后，取2.0mL样液，加入适量的混合标准溶液，使其添加量相当于2倍MRL的浓度。上样，分批次淋洗30mL。(淋洗液：含0.7%乙酸乙酯的正己烷溶液)。图24种PAEs（DEHP、DNOP、DINP和DIDP）的淋洗曲线图Fig.2TheelutioncurveoffourPAEs（DEHP、DNOP、DINPandDIDP）

第一百一十四页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三3.柱体和塞板的选择普通SPE柱玻璃柱体玻璃柱体聚四氟乙烯烧结玻璃传统筛板第一百一十五页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第四章气体萃取（顶空技术Headspace）第一节、概述第二节、静态顶空技术第三节、动态顶空（吹扫/捕集）技术第四节、顶空/气相色谱测定方法作为标准方法的使用情况第一百一十六页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第一节、概述顶空气相色谱不是一种新技术，此技术自从气相色谱出现初期就一直在应用着。目前它仍然是常用的色谱分析样品制备技术之一，因为它具有简单、方便、花费少和易于自动化等特点。现代的许多色谱仪器都配备有计算机控制的自动进样器可以实现这种技术。第一百一十七页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第一节、概述对于样品中痕量高挥发性物质的分析测定，可使用气体萃取的方法，因为气体是挥发性物质的最理想的溶剂。与大部分的有机溶剂相比，气体既容易处理又容易纯化。气体萃取就是顶空技术，常常用于气相色谱分析顶空技术有静态顶空和动态顶空第一百一十八页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第二节、静态顶空技术静态顶空是“一步气体萃取”。静态顶空作定性分析非常简便，但是进行定量测定比较繁杂，Headspace第一百一十九页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第三节、动态顶空（吹扫/捕集）技术使用吹扫气体连续地萃取样品，将一些组分吹出，然后通过冷冻浓缩技术或者使用吸附浓缩技术将这些组分浓缩，最后用加热的方法释放出这些组分，进行GC分析。动态顶空是一种”连续气体萃取"方法，不必等到样品瓶中两相达到平衡和抽取等份的顶空样品进行测定。第一百二十页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第三节、动态顶空（吹扫/捕集）技术第一百二十一页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第四节、顶空/气相色谱测定方法作为标准方法的使用情况

目前，顶空／气相色谱分析方法已经广泛地应用于各种实验室作为标准方法测定环境样品中各种有毒污染物。测定血液中乙醇的顶空方法就是许多国家规定的标准测定方法。下面就美国、德国和日本三个国家中将顶空／气相色谱方法作为标准方法的使用情况作一个简要介绍。第一百二十二页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三美国在美国，EPA发布了许多测定方法涉及静态顶空和动态顶空技术。使用静态顶空／气相色谱方法测定废水中和PVC树脂中的氯乙烯、污泥中和乳胶中的氯乙烯；美国联邦食品和药品管理局也接受了静态顶空／气相色谱方法测定植物油、合成食品、醋等样品中的氯乙烯；美国药典中也提议使用静态顶空／气相色谱方法测定药品中挥发性有机物杂质。美国材料测试学会(ASTM)也有许多标准方法涉及到静态顶空／气相色谱方法。诸如：1972年就规定了静态顶空／气相色谱方法测定塑性包装材料(玻璃纸和聚乙烯薄膜)中的残存溶剂。第一百二十三页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三德国在德国，国家工业标准(DIN)，和德国工程师协会(VDI)规定使用静态顶空／气相色谱方法标准测定水、废水和泥浆中的苯及其衍生物、挥发性卤代烃；测定环境大气中的氯乙烯和1，3．丁二烯等污染物；土壤中的卤代烃等等。食品接受和包装工业联合委员会也规定使用静态顶空／气相色谱方法分析测定包装薄膜材料中的残存溶剂。第一百二十四页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三德国德国有一个涉及对人体产生危害作用的土业材料官方调查委员会，它的一个分会周期地发布标准分析测定方法。目前列出的有静态顶空／气相色谱方法用于测定血浆中各种挥发性有机物，诸如：丙酮、苯和烷基苯、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1，1-和1，2-二氯乙烷、1，1，2-三氯乙烷、1，2-二氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯、2-溴一2一氯-1，1，1-三氟乙烷、1，4-二氧六环、2-己醇、异丙基苯、二硫化碳、苯乙烯和有机溶剂等。还有尿液中丙酮和有机溶剂，血液中1，1，2一三氯一1，2，2-三氟乙烷等方法。第一百二十五页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三德国在1979年10月26日，前西德联邦卫生部发布的规范中关于食品中和PVC产品中可允许的最大的氯乙烯单体浓度测定的指定方法是静态顶空／气相色谱分析方法。在1980年7月8日，欧洲委员会标准(CEN)也发布了一个类似的标准，此标准中规定了聚合材料中有毒单体的分析样品制备方法就是静态顶空，可用于测定丙烯腈、l，1一二氯乙烯、乙酸乙烯酯等。第一百二十六页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三日本在日本，1992～1994期间发布了三个标准方法用于测定饮用水和排污水中痕量挥发性有机污染物。这些标准分析方法使用静态顶空或者动态顶空与气相色谱或者气相色谱／质谱联用技术对样品中各种组分进行定性和定量测定。总之，顶空技术与色谱联用作为一种广泛使用的可靠和有效的分析测定技术，已成为很多国家及组织的标准方法。第一百二十七页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三静态顶空色谱的应用聚合物中单体残留量的测定医疗设备中残留环氧乙烷的测定食品的气味分析啤酒中有机挥发物的静态顶空GC分析第一百二十八页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三●静态顶空色谱的应用

·血液中乙醇含量的测定(a:混合标样,b:一个酒后驾车司机的血样）

第一百二十九页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三动态顶空色谱的应用废水中挥发芳烃的分析——EPA方法602饮用水中挥发性有机物分析——EPA方法502.2食品的气味分析（静态、动态也可以）药物中残留溶剂的分析第一百三十页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第五章膜分离第一节、膜分离技术在色谱领域中的进展第二节、色谱分析中的膜过程和膜块结构第三节、膜分离技术在色谱分析中的应用简介

第一百三十一页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第一节、膜分离技术在色谱领域中的进展膜分离是近年来新发展起来的可用于分析化学领域中的新技术之一。自1963年G．Hock和B．Kok首先报告了在光合成气体的研究中采用膜与质谱结合测定了水样品中的溶解气体在20世纪70年代又有学者将膜分离技术应用到气相色谱与质谱的接口20世纪80年代以来，相继涌现了膜引进质谱，膜一气相色谱／质谱(membrane-GC／MS)，膜一微捕集／质谱，膜萃取-气相色谱等技术和分析方法。第一百三十二页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第一节、膜分离技术在色谱领域中的进展膜分离技术不但可以进行挥发性物质的分离和浓缩，而且可以进行半挥发性的或者不挥发性的物质的分离和浓缩。由于膜分离技术具有装置结构简单、操作程序方便、无需有机溶剂处理、可与各种分析仪器直接连接，易于实现自动化操作和在线在场操作等，所以膜分离技术的应用涉及了分析领域中几乎所有的方面，并且取得了引人注目的结果。如：环境保护监测、生物分析、材料性能测定、工业卫生调查和评价、食品品质分析、医疗诊断、化妆品和香料组成分析、商品质量检验等行业。不足如：膜的强度较差、使用寿命较短、易于受到玷污而影响分离效率等等。尽管如此，膜分离技术与现代分析仪器的结合仍然可以完成大量的分析测试工作，成为当代最具竞争力的GC或MS分析样品制备方法和技术之一。第一百三十三页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第一节、膜分离技术在色谱领域中的进展由聚二甲基硅氧烷制成的膜材料用于各种样品中挥发性有机物的分离和浓缩是最成功的

第一百三十四页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第二节、色谱分析中的膜过程和膜块结构膜过程:采用聚甲基硅氧烷膜材料分离气体或蒸气分子的传输机制是溶解-扩散过程。样品中有机物分子通过膜进行分离通常需要经过如下5个步骤：①样品中的有机物分子通过扩散到达膜介质的一侧表面；②有机物分子被溶解并进入膜中；③在膜中，被溶解的有机物分子形成浓度梯度并扩散通过膜；④在膜的另一侧表面，有机物分子解吸成为蒸气；⑤有机物蒸气分子渗透并脱离膜介质表面。第一百三十五页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第二节、色谱分析中的膜过程和膜块结构膜块结构:平面膜结构第一百三十六页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第二节、色谱分析中的膜过程和膜块结构膜块结构:中空纤维膜

图3—43所示，是采用中空纤维膜制成的膜萃取模块装置，它与微捕集技术串联可用于水或者多水样品中挥发性有机物的直接分离和浓缩。膜萃取和微捕集串联／质谱或气相色谱的分析方法和技术具有处理过程简便、规范、快速、准确等特点。可直接应用于1~2mL水样中或者2～50mg多水样品中挥发性有机物的测定。第一百三十七页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第三节、膜分离技术在色谱分析中的应用环境样品中挥发性有机污染物的分离和测定(饮用水、地下水、地表水、工业废水、环境空气和室内空气中挥发性有机污染物的分析测定)

食品样品中风味和香味物质测定(各种酒类产品、风味蔬菜、新鲜水果等风味和香味物质分析测定)色谱分析中的膜过程和膜块结构第一百三十八页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第六章热解吸

热解吸的原理热解吸装置使用热解吸技术时应注意的问题热解吸技术的应用固相萃取技术的应用第一百三十九页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第七章衍生化技术第一节、衍生化的目的与条件第二节、气相色谱中常用的柱前衍生化方法第三节、液相色谱中常用的柱前衍生化方法第四节、固相化学衍生化法第五节、衍生化反应所需设备及注意事项第六节、衍生化技术的应用第一百四十页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第一节、衍生化的目的与条件什么是衍生化衍生化是将样品中的待测组分制成衍生物，使其更适合于特定的分析方法。衍生化技术就是通过化学反应将样品中难于分析检测的目标化合物定量的转化成另一易于分析检测的化合物，通过后者的分析检测可以对目标化合物进行定性和(或)定量分析。第一百四十一页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第一节、衍生化的目的与条件作用：（1）提高检测灵敏度；（2）改变化合物的色谱性能，改善分离效果（3）适合进一步做化合物的结构鉴定；（4）扩大色谱分析的应用范围

第一百四十二页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三衍生化反应发生在色谱分离之前如脂肪酸的酯化使其沸点降低，便于气化分类衍生化反应发生在色谱分离之后主要是为了提高检测的灵敏度柱前柱后第一节、衍生化的目的与条件第一百四十三页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三

TextText将一些不适合某种色谱技术分析的化合物转化成可以用该种色谱技术分析的衍生物。如某些高沸点、不汽化或热不稳定的化合物

提高检测的灵敏度(降低检测限)如液相色谱的紫外检测器

Text改变化合物的色谱性能，改善分离度。如一些异构体在色谱上很难分离

利用衍生化反应可以帮助化合物结构的鉴定，

柱前衍生化的目的

柱前衍生化的目的

第一百四十四页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三柱前衍生化的条件1

23

4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。

反应的选择性高，最好只与目标化合物反应，即反应要有专一性。

衍生化反应产物只有一种，反应的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。

衍生化试剂应方便易得，通用性好。

第一百四十五页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第二节气相色谱中常用的柱前衍生化方法

硅烷化反应含有质子性基团的化合物(如醇，酚，酸，胺，硫醇等)与硅烷化试剂反应形成挥发性的硅烷衍生物，一般反应式为：能进行硅烷化的化合物反应活性一般为：醇>酚>羧酸>胺>酰胺，反应活性还受空间立体阻碍的影响，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。第一百四十六页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三常用的硅烷化试剂第一百四十七页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三常用的硅烷化试剂1．三甲基氯硅烷（TMCS）这是最早的硅烷化试剂，现在主要用作硅烷化的催化剂。其结构为：2．N,O-双(三甲基硅)三氟乙酰胺（BSTFA）室温为液体，既可单独使用，也能与TMCS等催化剂共同使用，其应用最广，反应副产物三氟乙酸和三甲基硅三氟乙酰胺的挥发性很强，出现在GC的前沿，不干扰测定。其结构为：第一百四十八页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三常用的硅烷化试剂3．N-甲基-N-三甲基硅三氟乙酰胺（MSTFA）沸点132℃，已成为最重要的一种硅烷化试剂，反应副产物比BSTFA的副产物挥发性还强，试剂本身分子极性强，硅烷化能力强，能与氨基酸或胺的盐酸盐作用。其结构为：第一百四十九页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三常用的硅烷化试剂4．N-三甲基硅二乙胺（TMSDEA）是中等强度的硅烷化试剂，强碱性，强挥发性，很适合于低分子羧酸和氨基酸的硅烷化，TMSDEA-BSTFA-TMCS-吡啶（30+99+1+1000）能使酪氨酸和色氨酸的酸性、碱性、中性代谢物同时硅烷化。其结构为：第一百五十页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三常用的硅烷化试剂5．三甲基硅咪唑（TMSIM）是羟基化合物的最强硅烷化试剂，不与脂肪胺反应，挥发性较差，在GC或GC-MS分析前需对硅烷化产物进行纯化。其结构为：第一百五十一页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三硅烷化注意事项硅烷化反应总是在密闭小瓶中进行，因为所有硅烷化试剂及其衍生物都很易受湿气的水解作用，TMS更易水解。大多数情况下试剂本身就是很好的溶剂，需要溶剂时应当避免使用含有活泼氢的溶剂。吡啶是最合适的溶剂，其他还有二甲基甲酰胺，二甲基亚砜和四氢呋喃等也能作硅烷化反应的介质。第一百五十二页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三酯化衍生化方法羧酸为什么要衍生化

羧酸的极性较强，常与GC的“惰性”固定相发生非特异性作用，产生拖尾峰；羧酸的挥发性也差，由于缔合作用，其挥发性比按分子量大小预计的还要弱，因此难于用GC直接分析羧酸。而羧酸酯的极性较弱，挥发性也强，很符合GC的要求，所以许多羧酸在GC测定之前都要衍生化成相应的酯，最常用的是甲基酯。第一百五十三页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三1．甲基酯化反应

重氮甲烷法：

反应在非水介质中进行，因为重氮甲烷能与水反应。此反应的速度快、产率高、很少副反应，而且反应条件比较温和。但是重氮甲烷不稳定，具有爆炸性，而且有致癌作用，制备和使用时应特别小心，并以少量进行试验为宜。常温下酚羟基也能与重氮甲烷缓慢反应，因此含有酚羟基的羧酸进行甲酯化时可能有副反应，但是冷却到0℃以下就可避免酚羟基的反应。第一百五十四页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三1．甲基酯化反应

甲醇法

以甲醇作为酯化试剂，反应往往需要催化剂，常用盐酸、硫酸、BF3、BC13或酸酐作催化剂，以BF3为催化剂时反应在数分钟内即可完成。通常将这些催化剂制成一定浓度的甲醇溶液。例如，氨基酸的甲酯化是将mg量的样品与2mL14mol/L的盐酸甲醇溶液反应，在70℃进行2h。第一百五十五页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三2.其它酯化反应三氟乙酸酐法

在三氟乙酸酐的存在下有机酸和醇可以反应生成酯

RCOOH+R’OHRCOOR’+H20

此法特别适于空间位阻较大的有机酸和醇或酚的酯化。第一百五十六页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三2.其它酯化反应(4)其他酯化方法为了提高方法的灵敏度和选择性，有时需要制备甲酯以外的酯，这些酯化方法有的类似于甲酯化反应，如以重氮乙烷、重氮丙烷、重氮甲苯代替重氮甲烷，可制得相应的酯。而且这些试剂稳定性好、爆炸性小。用BF3的丙醇、丁醇或戊醇溶液与有机酸反应，也可制备相应的丙酯、丁酯或戊酯。第一百五十七页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三酰化衍生化方法为什么要酰化酰化能降低羟基、氨基、巯基的极性，改善这些化合物的色谱性能，酰化还能增加氨基酸、糖类等化合物的挥发性，也能使儿茶酚胺等易于氧化的化合物的稳定性增强。另外，电子捕获检测器（ECD）是GC的最灵敏检测器，适合于低浓度分析，如果通过酰化反应引入含有卤原子的酰基就能进一步提高ECD检测的灵敏度。酰化试剂有三类：酰卤、酸酐和有反应活性的酰化物如乙酰咪唑，应根据需要进行选择。第一百五十八页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三酰化衍生化方法1．乙酰化反应标准的乙酰化步骤是：将样品溶于氯仿（5mL），与0.5mL醋酐和1mL醋酸在50℃下反应2～6h后，真空除去剩余试剂。还可以用醋酸钠为碱性催化剂，以醋酐为乙酰化试剂，这一反应曾用于分析尿样中分离得到的糖类化合物。吡啶是另一碱性催化剂，在氨基酸的GC分析中，先将氨基酸制成正丙酯，再在室温下与醋酐-吡啶（1+4）反应10min，即得产物乙酰氨基酸正丙酯。其他的碱性催化剂包括三乙胺和N-甲基咪唑。乙酰化反应通常在非水介质中进行，但是胺类和酚类的乙酰化也可在水溶液中进行，因为它们的反应比水快得多。第一百五十九页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三酰化衍生化方法2．多氟酰化反应最常用的多氟酰化反应是三氟乙酰（TFA）、五氟丙酰（PFP）和七氟丁酰（HFB）化。反应活性是TFA>PFP>HFB，TFA或PFP衍生物的挥发性较强，而HFB衍生物的ECD检测灵敏度最高。从文献看有一种趋势，即TFA常用于氨基酸的衍生化，只为了增加其挥发性，而不以ECD检测。PFP用于含有酚羟基的胺类，而HFB用于甾体化合物，它们的共同优点是剩余试剂很容易挥发除尽。第一百六十页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第七章衍生化技术第一节、衍生化的目的与条件第二节、气相色谱中常用的柱前衍生化方法第三节、液相色谱中常用的柱前衍生化方法第四节、固相化学衍生化法第五节、衍生化反应所需设备及注意事项第六节、衍生化技术的应用第一百六十一页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第三节、液相色谱中常用的柱前衍生化方法

可见-紫外衍生化液相色谱使用最多的是紫外检测器，为了使一些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，往往是通过衍生化反应在这些化合物的分子中引入有强紫外吸收的基团许多重要药物并没有强的可见-紫外（Vis-UV）吸收，为了能用可见-紫外检测器进行检测，需将强发色团引入到这些化合物中。第一百六十二页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三可见-紫外衍生化第一百六十三页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三第一百六十四页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三可见-紫外衍生化可见-紫外衍生化试剂的种类很多，总体来说它们都是高度共轭的芳香化合物。下面按被测化合物类别来介绍它们的衍生化试剂。第一百六十五页，共一百八十九页，编辑于2023年，星期三可见-紫外衍生化1.苯甲酰化反应

苯甲酰氯及其衍生物——对硝基苯甲酰氯，3，5-二硝基苯甲酰氯和对甲氧基苯甲酰氯都可以同胺、醇和酚类化合物反应，生成强紫外吸收的苯甲酸酯类衍生物，反应如下：过量试剂可以通过水