样品前处理技术课件.ppt

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1、样品前处理技术,1、概述,2、传统的样品前处理方法,3、现代的样品前处理方法,完整的样品分析过程,样品采集,样品前处理,分析测定,数据处理,报告结果,方法的误差,方法重现性,费用,概述,痕量有机物,样品前处理的目的,检测痕量组分,复杂的体系,样品预处理新技术与方法的探索与研究已成为当代分析化学的重要课题与发展方向之一。,概述,R=Q/Qo,R的数值？,回收率,加标回收法测量回收率,空白样品,没有待测物，只有溶剂及其它试剂的溶液,组分含量为1%,100%左右,痕量组分,90%-110%,回收率的要求,概述,分离因数,将被测物质A与干扰物质B分离开来。,SB/A越小，分离效果越好。对常量组分的分析

2、，一般要求SB/A10-3；对痕量组分的分析，一般要求SB/A=10-7左右。,概述,1、概述,2、传统的样品前处理方法,3、现代的样品前处理方法,传统的样品前处理方法- 沉淀分离法,根据溶度积原理，利用某种沉淀剂有选择地沉淀一些离子,（1）操作较繁琐且费时（2） 分离选择性较差,沉淀分离法在分析化学中仍是一种常用的分离方法。,沉淀法的分类,沉淀分离法,共沉淀分离法,常量组分的分离,痕量组分的分离与富集,NaOH沉淀法,硫化物沉淀法,有机沉淀剂沉淀分离法,（1）NaOH沉淀法 可使两性的氢氧化物溶解而于其它氢氧化物沉淀分离。,用氢氧化钠进行沉淀分离的情况,1 定 义,（2）硫化物沉淀法 利用生

3、成硫化物进行沉淀分离的方法称为硫化物沉淀分离法。 能形成难溶硫化物沉淀的金属离子约有40余种：碱金属和碱土金属的硫化物能溶于水外，重金属离子分别在不同的酸度下形成硫化物沉淀。 可将上述两类物质分开。,（3）有机沉淀剂沉淀分离法,（4）共沉淀法分离共沉淀分离法是加入某种离子与沉淀剂生成沉淀作为载体（沉淀剂），将痕量组分定量地沉淀下来，然后将沉淀分离（溶解在少量溶剂中、灼烧等方法），以达到分离和富集的目的的一种分析方法。,共沉淀法应用实例吸附作用共沉淀, 选择性低1)用Cu2+S2-富集0.02g/LHg2+2)用Ca2+C2O42-富集Re3+3)用Fe3+OH-富集铜中的微量铝生成混合晶体,

4、选择性高4)用Ba2+SO42-富集Ra2+5)用Sr2+CO32-富集海水中亿万分之一的Cd2+6)用MgNH4PO4富集AsO43-,液液萃取,传统的样品前处理方法- 液相萃取,待测物（水相）,混合液的各组分在溶剂中的溶解度(或分配系数)各不相同,溶剂萃取- 30 mLCCl4萃取30 mL水溶液中碘,D=85,百分萃取率E=,V=30mL 萃取三次,溶液中有I- ?,多次萃取,V=150mL 萃取一次,99.99,99.97,液液萃取,传统的样品前处理方法- 液相萃取,检测水样中的有机磷农药？,气相色谱,气相色谱对样品的要求？ 样品中不能含水,索式提取,传统的样品前处理方法- 液相萃取,

5、原理：相似相容,检测土壤中的PCB？,气相色谱,只有气体或液体样品才能进行气相色谱分析,传统的样品前处理方法,传统的样品前处理方法- 离子交换萃取,所谓离子交换就是离子交换剂中的可被交换离子与试液中带相同电荷的离子间的交换作用。例如：,分析对象：金属离子等,离子交换剂分类,离子交换树脂,（一）树脂的选择和处理,（二）装柱,（三）交换,（四）洗脱,极性的选择；粒度的选择；净化处理（4mol/L:HCl浸泡12天）,树脂层上下端应衬垫玻璃纤维；添装要防止树脂层留存气泡；装填量90；蒸馏水没过树脂层,旋塞控制流速；完毕后，用蒸馏水或空白溶液洗去残留试液,再以蒸馏水洗涤备用；洗脱过程也是树脂再生过程,

6、离子交换法的操作步骤分类,离子交换分离法在痕量分析中的应用,除去干扰组分，将其与待测痕量组分分离。,富集痕量组分,将大体积样品溶液中的痕量组分交换到树脂上，然后用少量淋洗液将交换到树脂上的痕量组分从柱上淋洗下来,分离时间长，消耗洗脱液较多,优点,缺点,分离效果好；,设备简单、操作简便；,适用于实验室和工业规模的分离,传统的样品前处理方法,液液萃取,蒸馏,索氏萃取,沉淀分离,离心,大量使用有机溶剂,处理时间长,操作步骤多,较大误差,影响操作人员健康,污染周围环境,传统的样品前处理方法,离子交换萃取,样品前处理的发展趋势,减少甚至不用有毒有机溶剂,减少操作步骤,尽量集采样、萃取、净化、浓缩、预分离

7、、进样于一身,能适应处理复杂介质、痕量成分、特殊性质成分分析的要求,1、概述,2、传统的样品前处理方法,3、现代的样品前处理方法,无溶剂或少溶剂的样品前处理技术,液相萃取,气相萃取,固相萃取,超临界流体萃取,静态顶空萃取,吹扫捕集,固相萃取,固相微萃取,微波辅助萃取,膜萃取法,流动注射法,利用被测样品（气-液和气-固）加热平衡后，取其挥发气体部分进入气相色谱仪分析。,通常是作为气相色谱仪和气相色谱与质谱仪前置装置，也即在GC和GC-MS等前增加一个顶空进样装置，与后者联机使用。所以顶空法的目的就是为GC检测进行前处理。,静态顶空萃取,原理,控制面板,Combi Pal 三合一装置,顶空加热装置

8、,装置及操作过程,静态顶空萃取,影响因素,静态顶空萃取,样品振动时间,样品加热温度,进样器加热温度,溶剂的影响,盐效应,温度增加，促进待测物的挥发,振动能使样品更加均匀，也能促进待测物的挥发,防止待测物冷凝,加入适当的溶剂，促进待测物挥发,向溶液中加入盐，会减小物质的溶解度，特别是减小极性物质的溶解度。,应用范围,静态顶空萃取,专用于分析易挥发的微量成分,在职业病和法庭分析中，测定体液等中的苯、甲苯、二甲苯等有毒成分,检查汽车司机是否酒后驾车，分析血样中的酒精,塑料食品包装袋中的甲苯残留量的测定,优点,静态顶空萃取,操作简单、快速,费用低,进样中溶剂含量少，减少干扰,避免水份、高沸点物或非挥发

9、性物质对分析柱造成超载和污染问题,无溶剂或少溶剂的样品前处理技术,溶剂萃取,气相萃取,固相萃取,超临界流体萃取,静态顶空萃取,吹扫捕集,固相萃取,固相微萃取,微波辅助萃取,膜萃取法,流动注射法,固相萃取概述,高效液相色谱（High performance liquid chromatography, HPLC），特别是反相高效液相色谱的成功应用使得固相萃取技术得到了极大的发展,固相萃取技术于70年代初引入分析中,固相萃取实质上是色谱分离过程，其富集机理、固定相和溶剂选择与液相色谱有许多类似之处。,固相萃取,原 理,固相萃取装置图,固相萃取,小颗粒多孔固相吸附剂,用体积较小的溶剂洗脱或热解析,原

10、 理= 分离+富集,固相萃取的模式,反相固相萃取正相固相萃取,固相萃取,使用非极性吸附剂，常用于分离富集水中的弱极性有机污染物,使用极性吸附剂，常用于有机提取物的去杂净化,反 相 固 相 萃 取,水中有机污染物,酚 类 化 合 物,有 机 农 药,多 环 芳 烃,有 机 胺 化 合 物,酚 酸 酯 类 化 合 物,研究对象,固相萃取,环境污染分析,研究领域,食品安全分析,有 机 农 药,酒 类 成 分 分 析,饮 用 水,固相萃取,固相萃取的装置,固相萃取柱中有上下筛板，中间装有吸附剂，但在固相萃取柱的萃取过程中当液流通过时会有沟流现象产生，降低回收率,粒径很细的吸附剂和其他材料压制而成的厚度

11、为0.5-1mm的盘。,固相萃取,固相萃取装置中对于吸附剂的五点要求,1,2,3,4,必须与样品溶液有好的界面接触,5,固相萃取,固相萃取常用的吸附剂,发展最成熟、应用最广泛的的吸附剂，包括： SiliaBond C-18、 SiliaBond C-8、SiliaBond Diol等,有机聚合物吸附剂,2,优势：耐强酸、强碱，有较高的稳定性；表面积大；被吸附的目标化合物可很容易用少量有机溶剂洗脱,碳基吸附剂,3,主要包括石墨化炭黑和多孔石墨碳，对极性化合物具有较高的吸附萃取能力。,固相萃取,一柱预处理,正 己 烷,甲 醇,水/缓冲液,除去杂质使填料溶剂化提高重现性,操作步骤,固相萃取,预处理,

12、1 2 滴体积,固相萃取,二 加 样,使目标分析物富集在固定相上,低强度试样,操作步骤,固相萃取,加样,分析物,干扰物,固相萃取,三 除 杂 质,中等强度溶剂洗脱,目标分析物保留在固定相上,尽 可 能 除 去 杂 质,操作步骤,固相萃取,洗涤,分析物,干扰物,固相萃取,四洗脱/收集,高强度溶剂洗脱,洗 脱 目 标 分 析 物,操作步骤,固相萃取,洗脱,分析物,固相萃取,操作过程中注意问题（1）：模式及吸附剂的选择,固相萃取,操作过程中的注意问题（2）：溶剂的选择（1）,上样萃取时溶剂要求,洗脱的溶剂要求,使用弱溶剂，使分析物能在吸附剂上很好保留,固相萃取,操作过程中的注意问题（2）：溶剂的选择

13、（2）,固相萃取,固相萃取主要用于复杂样品中微量或痕量目标化合物的分离和富集,固相萃取,固相萃取富集邻苯二甲酸二乙酯,邻苯二甲酸二乙酯,优 先 污 染 物,塑 料 的 增 塑 剂,固相萃取,固相微萃取装置,1.压杆；2.筒体；3.压杆卡持螺钉；4.形槽；5.筒体视窗；6.调节针头长度的定位器；7.拉伸弹簧；8.密封隔膜；9.注射针管；10.纤维联接管；11.熔融石英纤维,固相微萃取原理,蛇信原理,蛇信原理,式中, n为萃取纤维涂层中所吸附的待测物的量; Kfs为待测物在样品及涂层间的分配系数; Vf为萃取涂层体积; C0 为待测物初始浓度.,固相微萃取原理,相平衡原理,蛇信原理,固相微萃取操作

14、过程,固相微萃取的优势,其富集效果是直接顶空进样的10-100倍,操作简单,不需有毒有机溶剂,萃取时间的影响,萃取温度的影响,固相微萃取的影响因素,纤维的性质,“相似相溶”，根据待测物的性质选择不同的涂层,开始，萃取时间越长，富集效果越好，萃取平衡后，富集效果不变,萃取温度越高，有利于待测物挥发，但是温度过高会降低萃取涂层的萃取能力。,网络作业,讨论题,1. 为什么要做样品前处理及样品前处理的目的？,2. 静态顶空萃取在原理上与液液萃取的区别？,讨论题,3. 要检测水样中邻苯二甲酸二乙酯，用液质联用最好不要用水做溶剂，怎样做样品预处理？,4. 用正己烷萃取肉中的有机氯农药，同时萃取了大量的动物脂肪（大都为极性物质）会干扰有机氯农药的分析，利用固相萃取除去这些动物脂肪时，采用什么模式？,样品前处理技术总结,样品前处理技术总结,作业,1. 传统样品前处理方法（如液液萃取法）与现代样品前处理方法有何区别，各自有什么优缺点（最好结合自己做过的实验）？,谢谢！欢迎交流！,