環(huán)境樣品有機污染物分析的預(yù)處理技術(shù)(編輯修改稿)
2025-06-15 02:32 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 （ 1）萃取過程 平 時萃取頭就收縮在細的針管內(nèi)，當萃取樣品時，將 SPME針管穿透樣品瓶隔墊，插入瓶中，推動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行頂空萃取，有機物就會吸附在萃取頭上，經(jīng)過 2～30分鐘后吸附達到平衡，然后縮回萃取頭，將針管從樣品瓶中退出，完成樣品萃取過程。 （ 2）解析過程 以氣相色譜為例，將針管插入氣相色譜儀的進樣口，伸出萃取頭，使吸附在萃取頭的被分析樣品熱解吸，釋放進入毛細管柱中分離測定，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物的量為 Ws，因待測物總量在萃取前后不變，故得到： C0V 2=C1V 1+C2V 2 ………………(1) 式中， C0是待測物在水樣中的原始濃度； CC2分別為待測物達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。 當吸附達到平衡時，待測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) 平衡時固定相吸附待測物的量 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，對某一種或某一類化合物來說，選擇一個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、沸點等參數(shù)來確定。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、低沸點物質(zhì)，如苯類、有機合成農(nóng)藥等， Tmax：220℃ ， Trec200℃ 。 非極性半揮發(fā)性、中低沸點 (＜ 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 (.＞ 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的強親脂性物質(zhì)。 對于脂肪酸等難揮發(fā)性有機物，萃取頭在使用前需進行老化處理，老化溫度 200～300℃ ，時間 ～ 5h，以降低空白值。 2. 萃取時間的選擇 萃取時間主要指達到平衡時所需要的時間。而平衡時間往往取決于多種因素，如分配系數(shù)、物質(zhì)的擴散速度、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，但在接近平衡時其速度是非常緩慢的。此時時間的延長對萃取量的增加已無意義。實際上，為縮短萃取時間沒有必要等到最后平衡，通常萃取時間為 5～ 20min即可，但為了定量的重現(xiàn)性，萃取時間應(yīng)保持一致。 3. 其他條件的選擇 (1)攪拌： 為促進樣品均一化，盡快達到分配平衡，通常在萃取過程中對樣品進行攪拌； (2)加溫： 尤其在頂空 SPME法時，適當加溫可提高液上氣體的濃度，一般加溫 50℃ ～ 90℃ ； (3)加無機鹽： 在水溶液中加入硫酸銨、氯化鈉等無機鹽至飽和可降低有機化合物的溶解度，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，通過調(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 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?。?，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 (1) 快速： 可以節(jié)省樣品預(yù)處理的 70%時間； (2) 需樣品量少： 1～ 10mL； (3) 無毒害： 由于無需溶劑，使操作人員的工作環(huán) 境得到改善，同時使實驗室排出的毒 液減低到最小量； (4)萃取范圍廣； (5)準確度高； (6) 經(jīng)濟： 萃取頭可重復(fù)使用 50次以上，最多達 200次左右 (SPF的柱管不可以 )； (7)使用方便： 操作方便，只需按動手柄； (8) 適用性強： 可以隨身攜帶，現(xiàn)場采樣，并可在任何型號的 GC和 HPLE儀器上直接進樣； (9) 集采樣、萃取、濃縮、進樣于一體，避免引入多步誤差； (10) 進樣空白值小； (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 SPME方法已被應(yīng)用到大氣、土壤、水體中揮發(fā)性、半揮發(fā)性有機污染物的測定 ,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)雜或樣品基體的強烈干擾對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或靠近臨界溫度 Tc和臨界壓力 Pc，介于氣體
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