分析方法的建立之样品前处理技术（三）

（10）基质固相分散法(Matrix Solid—phase Dispersion，分析方法MSPD)

基质固相分散法是立之理技美国路易斯安那州州立大学的Barker教授在1989年提出并给予理论解释的一种快速样品处理技术。其原理是样品将涂渍有C₁₈等多种聚合物的担体固相萃取材料与样品一起研磨，得到半干状态的前处混合物并将其作为填料装柱，然后用不同的分析方法溶剂淋洗柱子，将各种待测物洗脱下来。立之理技其优点是样品浓缩了传统的样品前处理中的样品匀化、组织细胞裂解、前处提取、分析方法净化等过程，立之理技不需要进行组织匀浆、样品沉淀、前处离心、分析方法pH调节和样品转移等操作步骤，立之理技避免了样品的样品损失。MSPD适用于多药物的残留分析，它是一种简单、高效、实际的提取净化方法，适用于各种分子结构和极性农药残留的提取净化，提高了分析速度、减少了试剂用量、适用于自动化分析。

MSPI)分离的原理在于分散剂对样品结构和生物组织的完全破坏和高度分散，从而大大增加了萃取溶剂与样品中目标分子的接触面积，达到快速溶解分离的目的。此外，MSPD也具有类似色谱分离中的分离、吸附和离子对相互作用所构成的保留作用。

（11）QuEChERS法(Quick，Easy，Cheap，Effective，RLtgged，Safe)

近年来国际上最新发展起来的一种用于农产品检测的快速样品前处理技术，由美国农业部Anastassiades教授等于2003年开发。其原理与固相萃取法(SPE)、基质固相分散法相似，都是利用吸附剂填料与基质中的杂质相互作用，吸附杂质从而达到除杂净化的目的。

方法步骤主要有：①样品粉碎；②单一溶剂乙腈提取分离；③加入MgSO₄等盐类除水；④加入乙二胺-N-丙基硅烷(：PSA)等吸附剂除杂质；⑤上清液进行GC-MS、LC-MS检测。

QuEChERS方法优势：①回收率高，对大量极性及挥发性的目标化合物的回收率大于85％；②精确度和准确度高，可用内标法进行校正；③可分析的目标化合物范围广，包括极性、非极性的化合物均能利用此技术得到较好的回收率；④分析速度快，省去了使用固相萃取柱净化时的预处理、上样、洗脱等步骤，能在30 min内完成多个样品的处理；⑤溶剂使用量少，污染小，价格低廉；⑥操作简便，一步提取，一步净化，整个操作过程简单易行，采用分析保护剂可以校正基质增强效应，无须良好训练和较高技能便可很好地完成；⑦乙腈加入到容器后立即密封，使其与工作人员的接触机会减少；⑧成本低，装置简单，无须额外添置。

面对如此繁多的样品提取与净化技术，如何正确地选择，需要考虑的条件有：①样品中被测化合物的化学、物理性质；②目标化合物的富集程度、其检测限的要求；③样品基质、组成；④仪器测量技术、可用得到的仪器；⑤所需的样品量；⑥前处理过程中可能带来的污染及损失等。

相关文献调研是重要的方法开发步骤，开始试验前，应当查阅文献资料，若文献中已有相同样品或相同目标化合物的分析方法，那就会大大加快方法开发的过程，只要在此基础上做一些必要的优化即可。即使能找到类似样品的分析方法，也可以作为重要的参考，避免走一些不必要的弯路。

二、样品提取液的浓缩

浓缩技术没有像提取与净化技术发展得如此之快，常用的浓缩设备有旋转蒸发仪、自动定量浓缩仪、氮吹仪、平行蒸发仪等。

1、旋转蒸发仪

旋转蒸发仪可在减压条件下连续蒸馏大量易挥发性溶剂。当溶剂蒸馏时，蒸发烧瓶连续旋转同时置于水浴锅中恒温加热，瓶内溶液在低压下、在旋转烧瓶内进行加热扩散蒸发。旋转蒸发仪系统可以密封减压低至10mmHg；用加热浴加热蒸馏瓶中的溶剂，加热温度可接近该溶剂的沸点；同时旋转使溶剂形成薄膜，增大蒸发面积。传统的旋转蒸发仪每次只能进行一个样品提取液的浓缩，浓缩到达的体积依靠目测，不能设定。溶剂可以冷凝回收，不需要用氮气。

2、自动定量浓缩仪

自动定量浓缩仪工作原理与旋转蒸发仪相同，但可连续进行多个样品提取液的浓缩，并浓缩至设定体积。提取液被加热、抽真空，浓缩速度快，溶剂可以冷凝回收，不需要用氮气。

3、氮吹仪

氮吹仪通过将氮气吹人加热的样品表面从而进行样品浓缩，使分析时间缩短，满足了快速检测的需要。该方法具有省时、操作简单、容易控制，成本低等优点。缺点是溶剂无法回收。

4、平行蒸发仪

平行蒸发仪可同时快速蒸发多个样品，每个样品都有独立的密封，不存在交叉污染。通过同时加热、摇动、抽真空，浓缩速度快，溶剂可以冷凝回收，可以实现多样品同时浓缩、定量浓缩，不需要用氮气。

三、样品的衍生化

在用气相色谱-质谱方法分析样品时，对羟基、胺基、羧基等官能团进行衍生化有十分重要的作用，主要表现在：①改善样品的气相色谱性质。如样品中含有带羟基、羧基等的化合物时，由于羟基、羧基极性比较大，使化合物有时在气相色谱上不出峰或峰拖尾，对羟基、羧基等官能团进行衍生化后可改善样品的气相色谱性质。②改善样品的热稳定性，减少热降解，使用更高的温度适用于快速分析。③改变样品的相对分子质量，相对分子质量增大，有利于样品与基质的分离，提高灵敏度。④改善样品的质谱行为，更易于样品鉴定和定量。⑤引入卤素或吸电子基团，使样品可用CI源检测，提高灵敏度。⑥提高色谱分辨率，减少分子间氢键作用，分离结构相似化合物，如分离手性化合物。

常用的衍生化方法：硅烷化(Nilylation)、酰基化(Acylation)、烷基化(A1kylation)、酯化(Esterifleation)等。

1、硅烷化衍生化

硅烷化衍生化是气相色谱样品处理中应用最多的衍生方法，许多被认为是不挥发性的或是在200～300℃热不稳定的羟基或胺基化合物经过硅烷化后可成功地进行色谱分析。它是利用质子性化合物(如醇、酚、酸、胺、硫醇等)与硅烷化试剂反应，形成挥发性的硅烷化衍生物。活性氢被硅烷基取代后降低了化合物的极性，减少了氢键束缚，所形成的硅烷化衍生物更容易挥发。同时，由于含活性氢的反应位点数目减少，化合物的稳定性也得以加强。硅烷化化合物极性减弱，被测能力增强，热稳定性提高。

硅烷化衍生还可以用于对玻璃器具(如气相色谱的内衬管)和色谱的担体进行去活化。

硅烷化试剂中的烷基硅烷基和反应物中的羟基或胺基上的氢发生交换，形成烷基硅烷基产物。甲硅烷基衍生物是最常用的化学衍生试剂。甲硅烷基衍生物需要活性氢，比如酸、醇类、硫醇、胺、氨基化合物、酮和醛中的氢，该氢会被三甲基硅烷基取代。硅烷化试剂作用同时受到溶剂系统和添加的催化剂的影响。催化剂的使用(如三甲基氯硅烷，吡啶)可加快硅烷化试剂的反应。确定好硅烷化反应的时间和温度至关重要。硅烷化试剂对活泼氢敏感，所以需避免和空气中的水分接触，以防止其吸潮失效。

硅烷化常用试剂如下。

①N，O-双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺(BSTFA)。特点：N，O-双(三甲基硅烷基)乙酰胺(BSTFA)是最常用的硅烷化衍生剂，衍生化是引入三甲基硅烷基。许多仲胺和受到空间阻碍的羟基不会与．BSTFA单独发生反应，需要加入一定量的三甲基氯硅烷，提高衍生能力。

相关衍生试剂：a．N，O-双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺，N，O-bis(Trimethylsilyl)

trifluoroacel：amide(BSTFA)；b．N，0-双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺99％/三甲基氯硅烷1％，N，0-bis(Trimethylsilyl)trifluoroacetamide 99％/Trimethylchlorosilanel％(BSTFA99％/TMCSl％)；c．N，0-双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺90％/三甲基氯硅烷10％，N，O-bis(Trimethylsilyl)trifluoroacetamide90％/Trimethylchlorosilanel0％(BSTFA90％/TMCSl0％)。

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