分析方法的建立之样品前处理技术（二）

固相微萃取装置类似于气相色谱的分析方法微量进样器，萃取头是立之理技在一根石英纤维上涂上固相微萃取涂层，外套细不锈钢管以保护石英纤维不被折断，样品纤维头可在钢管内伸缩。前处固相微萃取的分析方法萃取模式主要可分为两种：直接法，即将石英纤维头浸入样品溶液中，立之理技主要用于半挥发性的样品液体样品萃取；顶空法，将石英纤维头放置在样品顶空中，前处主要用于挥发性固体或废水水样萃取。分析方法

固相微萃取包括吸附和解吸两个过程，立之理技即样品中待测物在石英纤维上的样品涂层与样品间扩散、吸附、前处浓缩的分析方法过程和浓缩的待测物解吸附进入分析仪器完成分析的过程。吸附过程中待测物在涂层与样品之间遵循相似相溶原则，立之理技平衡分配，样品这一步主要是物理吸附过程。待平衡后将纤维头取出，解吸过程随固相微萃取后续分离手段的不同而不同。对于气相色谱，萃取纤维直接插入进样口进行热解吸，被萃取物在汽化室内解吸后，靠流动相将其导入色谱柱，完成提取、分离、浓缩的全过程。对于高效液相色谱，需要在特殊的解吸室内以解吸剂解吸。

固相微萃取的选择性、灵敏度可通过改变石英纤维表面固定液的类型、厚度、pH、基质种类、样品加热或冷却处理等因素来实现。固相微萃取比其他任何提取技术都快，一般只需15min，而且只需少量样品，无须溶剂。

目前固相微萃取主要与气相色谱-质谱联用，用来分析环境、医药、食品和动植物样品中挥发和半挥发性物质。

（6）凝胶渗透色谱法

凝胶渗透色谱法又称分子排阻色谱法。根据分离的对象是水溶性的化合物还是有机溶剂可溶物，凝胶色谱又可分为凝胶过滤色谱(Gel Filtration Chromatography，GFC)和凝胶渗透色谱(Gel Permeation Chromatogtaphy，GPC)。在凝胶色谱中会有两种情况：分子较大的只能进入孔径较大的那一部分凝胶孔隙内或不进人凝胶孔隙内，而分子较小的可进入较多的凝胶颗粒内，这样分子较大的在凝胶床内移动距离较短，分子较小的移动距离较长。于是分子较大的先通过凝胶床而分子较小的后通过凝胶床，这样可将相对分子质量不同的物质分离。另外，凝胶本身具有三维网状结构，大的分子在通过这种网状结构上的孔隙时阻力较大，小分子通过时阻力较小。相对分子质量大小不同的多种成分在通过凝胶床时，按照相对分子质量大小排队，凝胶表现分子筛效应。凝胶过滤色谱一般用于分离水溶性的大分子，如多糖类化合物，代表是葡萄糖系列，洗脱溶剂主要是水。凝胶渗透色谱法主要用于有机溶剂中可溶的高聚物(聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等)相对分子质量分布分析及分离，常用的凝胶为交联聚苯乙烯凝胶，洗脱溶剂为四氢呋喃等有机溶剂。凝胶色谱不但可以用于分离测定高聚物的相对分子质量和相对分子质量分布，同时根据所用凝胶填料不同，可分离油溶性和水溶性物质，分离相对分子质量的范围从100到几百万。

近年来，凝胶色谱也广泛用于分离小分子化合物。化学结构不同但相对分子质量相近的物质，不可能通过凝胶色谱法达到完全的分离纯化的目的。

凝胶渗透色谱法已经在生物化学、分子生物学、生物工程学、分子免疫学以及医学等相关领域广泛应用。

（7）微波辅助萃取法

微波辅助萃取法是在溶剂萃取基础上，微波直接与被分离物作用，即微波能直接作用于样品基体内。在微波场作用下，基体物质的某些区域或萃取体系中的某些组分由于吸收微波能力的不同被选择性地加热，这样可以从基体或体系中分离出被萃取物。

微波辅助萃取法中溶剂的选择非常重要，直接影响到萃取结果。由于非极性溶剂介电常数小，因此在微波萃取时，要求溶剂必须具有一定的极性，对待测组分有较强的溶解能力，对后续测定的干扰较少，此外也应考虑溶剂沸点因素。常用的萃取剂有甲醇、乙醇、丙酮、乙酸、甲苯、二氯乙烷、乙腈等有机溶剂。用苯、正己烷等非极性溶剂萃取时必须加入一定比例的极性有机溶剂。

与传统的振荡提取法相比，微波辅助萃取法具有高效、安全、快速、试剂用量小和易于自动控制等优点，适用于易挥发物质如农药等的提取，并可同时进行多个样品的提取。

（8）加速溶剂萃取法

加速溶剂萃取法是在较高的温度(50～200ºC和较高的压力(1000～3000 psi或10．3～20．6 MPa)下用有机溶剂萃取固体或半固体样品的样品前处理方法。提高温度使溶剂溶解待测物的容量增加，液体对溶质的溶解能力远大于气体对溶质的溶解能力。因此欲在提高的温度下仍保持溶剂在液态，则需增加压力。在加压下，可将溶剂迅速加到萃取池和收集瓶。

加速溶剂萃取法的优点：有机溶剂用量少，10g样品一般仅需15mL溶剂；快速，完成一次萃取全过程的时间一般仅需15min；基体影响小，对不同基体可用相同的萃取条件；萃取效率高，选择性好，已进入美国EPA标准方法，现已成熟的用溶剂萃取的方法都可用加速溶剂萃取法做，且使用方便、安全性好，自动化程度高。

加速溶剂萃取法已在环境、药物、食品和聚合物工业等领域得到广泛应用。

（9）超临界流体萃取法(Supercritical F1uid Extraction，SFE)

超临界流体萃取法是指利用处于超临界状态的流体具有密度大、黏度低、扩散系数大的优点将样品中待测组分溶解并从基体中分离出来的萃取方法，它可同时完成萃取和分离，具有简单快速、分离效率高、选择性好、无须使用有机溶剂、可实现操作自动化等优点。在超临界流体中，不同组分的溶解度不同，而且在不同压力下溶解能力会发生变化，故改变萃取剂流体的压力，可使其有选择性地依次把极性大小、沸点高低和相对分子质量大小不同的成分萃取出来。

最常用的超临界流体为CO₂，它具有无臭、无毒、化学惰性、不污染样品、易于提纯、超临界条件温和等特点，是萃取热不稳定的非极性物质的良好溶剂。超临界流体萃取的流程由萃取与分离两个过程组成，影响超临界流体萃取效率的因素，除了萃取剂的选择外，主要还有：①压力的影响。当流体处于超临界状态且温度一定的条件下，密度的变化将引起溶质溶解度的同步变化从而改变萃取的效果，因为萃取压力为密度的重要参数之一，可通过调压途径提高萃取效率，并可根据待测组分在流体中的溶解度大小，使其先后在不同的压力范围内被萃取。②温度的影响。温度对萃取效果的影响较为复杂，由于温度的变化将影响流体密度和待测物的蒸气压的变化。在临界点附近低压范围区，升温虽使待测物蒸气压略微升高，但由于流体密度的急剧下降，导致萃取剂溶剂化能力的减弱。相反，在高压范围区，虽升高温度使待测组分蒸气压迅速增加，但改善了萃取效率。因此提高萃取温度(200～350ºC)可能比加入改性剂更有助于提高萃取效率。只是高温对萃取剂和样品的选择以及对设备的要求更高，从经济角度来讲不适用。③改性剂的影响。选择良好的溶剂不仅有利于提高待测物的溶解度，而且有利于提高分离的选择性。

超临界流体萃取法的主要优点是不使用有机溶剂，简便、高效、快速，选择性强，便于和气相色谱、液相色谱等分析仪器联机。

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