環(huán)境樣品有機(jī)污染物分析的預(yù)處理技術(shù)(編輯修改稿)
2025-06-15 02:32 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 （ 1）萃取過(guò)程 平 時(shí)萃取頭就收縮在細(xì)的針管內(nèi)，當(dāng)萃取樣品時(shí)，將 SPME針管穿透樣品瓶隔墊，插入瓶中，推動(dòng)手柄使萃取頭伸出針管，萃取頭可以浸漬在樣品中或者置于樣品上空進(jìn)行頂空萃取，有機(jī)物就會(huì)吸附在萃取頭上，經(jīng)過(guò) 2～30分鐘后吸附達(dá)到平衡，然后縮回萃取頭，將針管從樣品瓶中退出，完成樣品萃取過(guò)程。 （ 2）解析過(guò)程 以氣相色譜為例，將針管插入氣相色譜儀的進(jìn)樣口，伸出萃取頭，使吸附在萃取頭的被分析樣品熱解吸，釋放進(jìn)入毛細(xì)管柱中分離測(cè)定，縮回纖維頭，移去針管。 二、固相微萃取法的原理 以水樣萃取為例，固相微萃取法原理是建立在待測(cè)物在水相及固定相（萃取涂層）中的平衡分配基礎(chǔ)上的。 設(shè)固定相所吸附的待測(cè)物的量為 Ws，因待測(cè)物總量在萃取前后不變，故得到： C0V 2=C1V 1+C2V 2 ………………(1) 式中， C0是待測(cè)物在水樣中的原始濃度； CC2分別為待測(cè)物達(dá)到吸附平衡后在固定相和水樣中的濃度； V V2分別為固定相液膜和和水樣的體積。 當(dāng)吸附達(dá)到平衡時(shí)，待測(cè)物在固定相與水樣間的分配系數(shù) K有如下關(guān)系： K= C1/ C2………………(2) 平衡時(shí)固定相吸附待測(cè)物的量 Ws＝ C1V1，故 C1＝ Ws/ V1 由式（ 1）得 將 C1及 C2代入（ 2）并整理后得 …(3) 211202 VVCVCC ????2112102112012)( VCVVCVWsVCVCVVWsK????????? 由于 V1V2，式（ 3）中 C1V 12可忽略，整理后得： Ws＝ KC0V 1………………(4) 由式（ 4）可知， Ws與 C0、 V1成正比。決定 K值的主要因素是萃取頭固定相的類型，因此，對(duì)某一種或某一類化合物來(lái)說(shuō)，選擇一個(gè)特異的萃取固定相十分重要。萃取頭液膜越厚， Ws越大，通常液膜厚度為5～ 100μm，這已比一般毛細(xì)管柱的液膜（ ～ 1μm）厚得多。 三、固相微萃取法萃取條件的選擇 萃取頭應(yīng)由被萃取組分的分配系數(shù)、極性、沸點(diǎn)等參數(shù)來(lái)確定。目前常用的萃取頭類型及適用范圍如下： 萃取頭類型 適用范圍 萃取頭類型 適用范圍 100μm PDMS萃取頭 30μm PDMS萃取頭 揮發(fā)性、低分子量、低極性、低沸點(diǎn)物質(zhì)，如苯類、有機(jī)合成農(nóng)藥等， Tmax：220℃ ， Trec200℃ 。 非極性半揮發(fā)性、中低沸點(diǎn) (＜ 200℃ )物質(zhì)， Tmax： 280℃ ，Trec： 200～ 270℃ 。 7μm PDMS萃取頭 85μm PA萃取頭 非極性半揮發(fā)性，中高沸點(diǎn) (.＞ 200℃ )物質(zhì)和中等極性物質(zhì)，如苯甲酸酯、多環(huán)芳烴等，Tmax： 340℃ ， Trec：220～ 320℃ 。 強(qiáng)極性半揮發(fā)性物質(zhì)，如酚、親水性殺蟲劑等， Tmax： 310℃ ，Trec： 220～ 300℃ 。 表 54 萃取頭類型及適用范圍 注： PDMS－聚二甲基硅氧烷類， PA－聚丙烯酸酯類； Tmax：最高耐受解吸溫度， Trec：推薦使用溫度。 此外，可用 65umPDMS/DVB（聚二乙烯苯）萃取頭萃取極性揮發(fā)性的樣品（如乙醇、胺類），用活性炭萃取頭萃取極低沸點(diǎn)的強(qiáng)親脂性物質(zhì)。 對(duì)于脂肪酸等難揮發(fā)性有機(jī)物，萃取頭在使用前需進(jìn)行老化處理，老化溫度 200～300℃ ，時(shí)間 ～ 5h，以降低空白值。 2. 萃取時(shí)間的選擇 萃取時(shí)間主要指達(dá)到平衡時(shí)所需要的時(shí)間。而平衡時(shí)間往往取決于多種因素，如分配系數(shù)、物質(zhì)的擴(kuò)散速度、樣品基體、樣品體積、萃取膜厚度、樣品的溫度等。萃取過(guò)程一開始，萃取頭固定相中的濃度增加很快，但在接近平衡時(shí)其速度是非常緩慢的。此時(shí)時(shí)間的延長(zhǎng)對(duì)萃取量的增加已無(wú)意義。實(shí)際上，為縮短萃取時(shí)間沒(méi)有必要等到最后平衡，通常萃取時(shí)間為 5～ 20min即可，但為了定量的重現(xiàn)性，萃取時(shí)間應(yīng)保持一致。 3. 其他條件的選擇 (1)攪拌： 為促進(jìn)樣品均一化，盡快達(dá)到分配平衡，通常在萃取過(guò)程中對(duì)樣品進(jìn)行攪拌； (2)加溫： 尤其在頂空 SPME法時(shí)，適當(dāng)加溫可提高液上氣體的濃度，一般加溫 50℃ ～ 90℃ ； (3)加無(wú)機(jī)鹽： 在水溶液中加入硫酸銨、氯化鈉等無(wú)機(jī)鹽至飽和可降低有機(jī)化合物的溶解度，使分配系數(shù)提高； (4)調(diào)節(jié) PH值： 萃取酸性或堿性物質(zhì)時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)樣品的 PH值可改善組分的親脂性，從而大大提高萃取效率。 四、固相微萃取法的特點(diǎn) 1. 適用性 固相微萃取裝置既可用于液態(tài)樣品的預(yù)處理（浸漬萃取或頂空萃取），也可用于固態(tài)樣品預(yù)處理（頂空萃取）和氣體樣品預(yù)處理。 2. 特點(diǎn) (1) 快速： 可以節(jié)省樣品預(yù)處理的 70%時(shí)間； (2) 需樣品量少： 1～ 10mL； (3) 無(wú)毒害： 由于無(wú)需溶劑，使操作人員的工作環(huán) 境得到改善，同時(shí)使實(shí)驗(yàn)室排出的毒 液減低到最小量； (4)萃取范圍廣； (5)準(zhǔn)確度高； (6) 經(jīng)濟(jì)： 萃取頭可重復(fù)使用 50次以上，最多達(dá) 200次左右 (SPF的柱管不可以 )； (7)使用方便： 操作方便，只需按動(dòng)手柄； (8) 適用性強(qiáng)： 可以隨身攜帶，現(xiàn)場(chǎng)采樣，并可在任何型號(hào)的 GC和 HPLE儀器上直接進(jìn)樣； (9) 集采樣、萃取、濃縮、進(jìn)樣于一體，避免引入多步誤差； (10) 進(jìn)樣空白值?。? (11) 萃取選擇性高； (12) 適用樣品基質(zhì)范圍廣。 五 .固相微萃取法的 應(yīng)用 1. 環(huán)境監(jiān)測(cè) SPME方法已被應(yīng)用到大氣、土壤、水體中揮發(fā)性、半揮發(fā)性有機(jī)污染物的測(cè)定 ,包括苯及其同系物、多環(huán)芳烴、酚類化合物、多氯聯(lián)苯、鹵代烷烴、農(nóng)藥等。 2. 食品及飲料 精選食品中揮發(fā)性鹵代烴的測(cè)定， 飲料中的咖啡因的分析，葡萄酒中的酒香組分分析。 3. 生物材料分析 由于生物材料組成復(fù)雜或樣品基體的強(qiáng)烈干擾對(duì)生物樣品的分析往往較困難。目前已經(jīng)分析了人體內(nèi)的醫(yī)藥代謝及農(nóng)藥殘留，魚體內(nèi)有機(jī)汞、空氣中昆蟲信息素等。 第四節(jié) 超臨界流體萃取 超臨界流體萃?。?Supercritical Fluid Extraction, SFE）是利用超臨界流體 (即其溫度和壓力略超過(guò)或靠近臨界溫度 Tc和臨界壓力 Pc，介于氣體
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