色譜前處理新技術

色譜前處理新技術第1頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月Preface前言新的色譜方法、機理、檢測、聯(lián)用、自動化、智能化等方向都有許多新的進展。但實際上，目前的色譜分析前處理技術卻相對落在了后面。第2頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月很難同時實現(xiàn)凈化、濃縮、高效預分離；步驟繁多、費時(損失與誤差)；溶劑昂貴、污染環(huán)境；較難自動化或聯(lián)用(大批量)；萃取效率低；樣品易乳化。Preface液液萃取第3頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月Preface樣品制備(samplepreparation)技術

預處理(pretreatment&sampling)技術

是指從固體樣品中萃取待測成分的技術，常規(guī)方法有滲漉、水蒸汽蒸餾、索氏提取、超聲提取等技術等；（中藥）是指從制備技術獲得的溶液或液體樣品中選擇性地萃取、富集、純化待測成分的技術，常規(guī)方法為液液萃取；（體液）ExhaustiveextractionSelectiveextraction第4頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月自動索氏提取(AutoSox)加速溶劑萃取(ASE)微波輔助溶劑萃取(MASE)超臨界流體萃取(SFE)固相萃取(SPE)固相微萃取(SPME)支持液膜萃取(SLME)微孔膜液液萃取(MMLLE)液相微萃取(LPME)電萃取(EE)逆流萃取(CCD)膜萃取(ME)固態(tài)介質液態(tài)介質氣態(tài)介質樣品制備預處理固體樣品溶液色譜分析前處理新技術（部分）Preface第5頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月Preparation樣品制備技術samplepreparation

第6頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月AutoSox自動索氏提取AutomaticSoxhletExtraction第7頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月自動索氏萃取實際上是熱溶劑瀝漉和索氏萃取的結合。AutoSox的溶劑用量比索氏萃取少（約一半）；萃取時間短（2-4hr即可完成萃取)）。AutoSox第8頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月AutoSox第9頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月Gerhardt-SOXTHERM2000AutoSox第10頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月加速溶劑萃取AcceleratedSolventExtractionASE第11頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月將樣品放在密封容器中，高溫高壓，從而大大提高萃取速度。高溫：增加待測物的溶解度；增加擴散速度；破壞溶質與基質之間的相互作用；降低溶劑的粘度(更好的穿透性)；降低表面張力(更好的潤濕性)；高壓：迫使溶劑進入基質內部ASE第12頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月ASE第13頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月ASE原理與SFE相似，T<Tc，P<Pc，可以借用SFE的儀器，步驟與SFE類似，可采用靜態(tài)、動態(tài)萃取等模式。優(yōu)點：溶劑用量較少；萃取時間短（15min）；回收率、精度與索氏萃取相當;非超臨界狀態(tài)，易控制。ASE第14頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月Dionex公司的ASE?100、300型儀器ASE第15頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月MASE微波輔助溶劑萃取Microwave-AssistedSolventExtraction第16頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月微波加熱技術已成為氣相、液相萃取的常用輔助手段，MASE是微波輔助萃取的主要應用領域。在MASE中，樣品置于敞開或封閉的容器（聚四氟乙烯或石英等）中，用微波加熱，引起萃取。MASE第17頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月MASEOTHEREnergyMaterialEnergyMaterialMASE第18頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)吸收微波的溶劑（高偶極常數(shù)）

樣品置于高壓容器中，加熱到高于沸點的溫度，稍微加壓以抑制溶劑揮發(fā)（類似ASE的萃取機理）；(2)不吸收微波的溶劑（低偶極常數(shù)）

容器敞開不升壓，樣品通過內含的高偶極常數(shù)的物質吸收微波能量升溫。這種局部加熱方式比其它熱溶劑萃取溫和地多，很適合于熱敏或對熱不穩(wěn)定物質的萃取。

萃取溶劑的分類MASE第19頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)溶劑用量少；(2)可以根據(jù)吸收微波能力的大小選擇不同的萃取溶劑，控制樣品與溶劑間的熱交換；(3)萃取時間短(10min)；效率高(4)可同時萃取多個樣品(而ASE和SFE只能萃取單個樣品)。MASE的特點MASE第20頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月MASE第21頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月MASE第22頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月SFE超臨界流體萃取SupercriticalFluidExtraction第23頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月①密度大，分子間作用力大；？②粘度??；？③擴散系數(shù)中等；④

臨界溫度低；？超臨界流體性質SFE第24頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月①溶解度大，萃取效率高；②快速高效、選擇性好；③熱敏、易揮發(fā)的；④價廉、無環(huán)境污染；超臨界流體萃取的特點SFE第25頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)萃取壓力(2)萃取溫度(3)改性劑(4)C02流量(5)萃取物顆粒大小(6)最優(yōu)化條件的選擇影響SFE效率的主要因素：SFE第26頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月SFE的成功與否取決于三個步驟:①待測物從基質中萃取出來；②萃取液的準確收集***；③萃取液的準確分析。萃取液收集的兩條途徑：①液相收集；（揮發(fā)性化合物）②固相萃取(SPE)***。改性劑種類、用量、萃取劑流速、收集溫度等因素SFE第27頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月①表面活性劑等改性劑；②H2O、CHF3、CHClF3、N2O、SF6

等萃取劑；③酯化、形成離子對、配合物等，降低化合物極性極性化合物的SFE方案：SFE第28頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月Sampling預處理技術pretreatment&sampling第29頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月ComparisonofNaproxenspikedserumbefore(A)andafter(B)extractionusingtheC18cartridgeandanalysisbyHPLC.SamplingEXAMPLE第30頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月基于固態(tài)萃取介質的預處理技術SPE、SPME……基于液態(tài)萃取介質的預處理技術SLME、MMLLE、LPME、EE、CCD……基于氣態(tài)萃取介質的預處理技術ME……Sampling第31頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月固相萃取SolidPhaseExtractionSPE第32頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月SPE最早是70年代提出來的，至今該技術已發(fā)展成為許多領域樣品預處理的標準模式，商品化程度非常高。柱管式(cartridgeSPE，cSPE)圓盤式(diskSPE，dSPE)SPE第33頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月SPE第34頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月SPE加速模式：加壓、抽真空、離心等第35頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月1.Barbital2.Allobarbital3.Aprobarbital4.Phenobarbital5.Butabarbital6.Alphenal7.Hexobarbital8.Amobarbital9.Mephobarbital10.SecobarbitalSerumExtractContainingBarbituratesSPE第36頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月SPE的幾點新進展：①圓盤式SPE②熱輔助SPE③新型固定相④組合化學SPESPE第37頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月SPE圓盤類似一張扁平過濾膜,厚度<1mm，直徑約4～96mm。圓盤式SPESPEdSPE具有比cSPE相對較大的橫截面、固定相薄，這就使允許流速增大，萃取速度也增大，特別適合環(huán)境樣品如水中痕量有機物的分析，可以加大樣品體積以提高檢測靈敏度。第38頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月SPE第39頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月熱輔助SPE普通SPE的原理是流動相A時吸附待測成分，切換至流動相B時解吸附。熱輔助SPE的原理是SPE裝置冷卻時吸附待測成分，而加熱時輔助解吸附。熱輔助SPE尤其適合某些特殊性質的化合物萃取，溫控及切換裝置已實現(xiàn)電腦控制。SPE第40頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月SPE第41頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月新型固定相限制性(RestrictedAccess，RA)介質，其原理與分子排阻色譜大致相同內表面反相(InternalSurfaceReversedPhase)半透性表面(Semi-permeableSurface)屏蔽式疏水相(ShieldedHydrophobicPhase)混合功能相(MixedFunctionalPhase)分子印跡吸附劑(molecularimprintingsorbents，MIPs)，其原理與親和色譜類似尤其適合體液樣品分析前處理SPE第42頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月Schematicofthemolecularimprintingprinciple,inwhichthetemplateisthestructuralanalogueofthetargetanalyte.SPE第43頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月LCchromatogramobtainedafterpreconcentrationofa100mLgroundwatersampleon(a)anon-imprintedpolymerand(b)terbuthylazine-imprintedpolymer.SPE第44頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月組合化學是近年來的研究熱點，它首先是從溶液相中的組合化學開始的，但由于缺乏一種簡單、標準化的高通量純化方法，合成化學家在合成了大量化合物之后，通常要為化合物分離純化煞費苦心，固相組合化學應運而生。組合化學SPESPE第45頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月SPE第46頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月離子交換SPE***正相SPE反相SPEfluorousSPE組合化學SPE模式SPE第47頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月SPE第48頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月MerrifieldL.等科學家發(fā)明的SPE相關的固相肽合成技術還獲得了諾貝爾獎!SPE第49頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月固相微萃取SolidPhaseMicro-extractionSPME第50頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月SPME采用一種略似進樣器的裝置，用一根涂布多聚物固定相的熔融石英纖維從液、氣態(tài)基質中萃取待測物；然后將富集了待測物的纖維直接轉移到儀器(一般是GC，或HPLC)中，通過一定的方式解吸附(一般是熱解吸，或溶劑解吸)，然后進行分離分析。SPME第51頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月SPME第52頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月SPME第53頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月直接SPME：適合于氣體基質或干凈的水基質頂空SPME：適合于任何基質，尤其是直接SPME無法處理的臟水、油脂、血