固相萃取和固相微萃取

分析化学_分析化学中常用的分离和富集方法分析化学是研究物质的组成、结构和性质的一门学科。

在分析化学中，为了检测和测定分析对象中微量或痕量的目标物质，常常需要使用分离和富集方法，以提高目标物质的检测灵敏度。

1.搅拌萃取：搅拌萃取是一种常见的分离和富集方法。

通过将样品与其中一种有机溶剂反复搅拌混合，使目标物质从水相转移到有机相中，从而实现分离和富集。

该方法适用于目标物质在水相和有机相之间有较大的分配系数差异的情况。

2.相间萃取：相间萃取是指根据目标物质在两相中的分配差异进行分离和富集的方法。

常见的相间萃取方法包括液液萃取、固相微萃取和液相萃取等。

相间萃取通常需要将样品与萃取剂反复摇匀并分离两相，以实现目标物质的富集。

3.固相萃取：固相萃取是指使用固定在固相萃取柱或固相萃取膜上的吸附剂来对目标物质进行分离和富集的方法。

固相萃取方法具有操作简单、富集效果好、适用范围广等优点，常用于分析化学中的前处理过程。

4.蒸馏：蒸馏是指通过加热使液体汽化，然后冷凝收集汽化液体的方法。

蒸馏可以实现液体的分离和富集，适用于目标物质在样品中的浓度较低且需高度富集的情况。

5.色谱分离：色谱分离是一种基于目标物质在不同相之间的分配差异进行分离的方法。

常用的色谱分离方法包括气相色谱、液相色谱、固相色谱等。

色谱分离方法具有分辨率高、重复性好、操作简便等优点，广泛应用于分析化学中。

6.气相萃取：气相萃取是指利用气相萃取装置将目标物质从固体、液体或气体中分离和富集的方法。

气相萃取主要通过溶剂的蒸发和再冷凝，将目标物质从样品中富集到溶剂中，然后通过蒸发或其他方法将溶剂去除，得到目标物质。

7.凝胶电泳：凝胶电泳是一种基于目标物质的电荷、大小或形状差异进行分离和富集的方法。

常见的凝胶电泳方法包括聚丙烯酰胺凝胶电泳、聚丙烯酰胺梯度凝胶电泳等。

凝胶电泳方法具有分辨率高、富集效果好等优点，适用于复杂样品的分析。

总之，分析化学中常用的分离和富集方法有搅拌萃取、相间萃取、固相萃取、蒸馏、色谱分离、气相萃取和凝胶电泳等。

固相微萃取固相微萃取（Solid－Phase Microextraction，SPME）是在固相萃取基础上发展起来的，保留了其所有的优点，摒弃了其需要柱填充物和使用溶剂进行解吸的弊病，它只要一支类似进样器的固相微萃取装置即可完成全部前处理和进样工作。

该装置针头内有一伸缩杆，上连有一根熔融石英纤维，其表面涂有色谱固定相，一般情况下熔融石英纤维隐藏于针头内，需要时可推动进样器推杆使石英纤维从针头内伸出。

分析时先将试样放入带隔膜塞的固相微萃取专用容器中，如需要同时加入无机盐、衍生剂或对pH值进行调节，还可加热或磁力转子搅拌。

固相微萃取分为两步，第一步是萃取，将针头插入试样容器中，推出石英纤维对试样中的分析组分进行萃取；第二步是在进样过程中将针头插入色谱进样器，推出石英纤维中完成解吸、色谱分析等步骤。

固相微萃取的萃取方式有两种：一种是石英纤维直接插入试样中进行萃取，适用于气体与液体中的分析组分；另一种是顶空萃取，适用于所有基质的试样中挥发性、半挥发性分析组分。

1．原理固相微萃取主要针对有机物进行分析，根据有机物与溶剂之间“相似者相溶”的原则，利用石英纤维表面的色谱固定相对分析组分的吸附作用，将组分从试样基质中萃取出来，并逐渐富集，完成试样前处理过程。

在进样过程中，利用气相色谱进样器的高温，液相色谱、毛细管电泳的流动相将吸附的组分从固定相中解吸下来，由色谱仪进行分析。

2．固相微萃取技术条件的选择2.1.萃取效果影响因素的选择2.1.1.纤维表面固定相选用何种固定相应当综合考虑分析组分在各相中的分配系数、极性与沸点，根据“相似者相溶”的原则，选取最适合分析组分的固定相。

还需考虑石英纤维表面固定相的体积，即石英纤维长度和涂层膜厚，如非特殊定做，一般石英纤维长度为1 cm，膜的厚度通常在10～100 mm之间，小分子或挥发性物质常用厚膜，大分子或半挥发性物质常用薄膜，综合考虑试样的挥发性还可选择中等厚度。

具体选择可以查阅有关文献并需要结合试样情况进行摸索。

复杂体系分离分析复杂体系分析分离1、固相萃取和固相微萃取，原理，特点？固相萃取的基本原理固相萃取(Solide Phase Extraction，SPE)是利用吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附，与样品的基质和干扰化合物分离，然后再用洗脱液洗脱，达到分离或者富集目标化合物的目的。

固相萃取实际上采用的是液相色谱的分离原理，分离模式主要包括反相、正相、离子交换和吸。

固相萃取所用的吸附剂与液相色谱常用的固定相相同，只是在填料的形状和粒径上有所区别。

固相萃取的特点固相萃取与液液萃取等传统方法相比，具有明显的优势： 1 大大减少了高纯有毒溶剂的使用，减少了对环境的污染； 2 属于无相操作，易于收集分析物组分，可以处理小体积试样； 3 高的回收率和高的富集倍数； 4 操作简单、快速、易于实现自动化。

固相萃取技术作为一种高效的样品制备技术，在环境分析、食品分析、临床分析、药物分析中得到广泛应用固相微萃取的基本原理：集预处理和进样于一体，将试样纯化、富集后，可与各种分析方法结合而特别适用于有机物的分析测定。

固相萃取分离法属于非溶剂型萃取法。

其中直接固相微萃取法是将涂有高分子固相液膜的石英纤维直接插入试样溶液或气相中，对待分离物质进行萃取，经过一定时间在固相图层和水溶液两相中达到分配平衡，即可取出进行色谱分析。

顶空固相微萃取分离法是将涂有高分子固相液膜的石英纤维停放在试样上方进行顶空萃取，这是三项萃取体系，要达到固相、气相和液相的分配平衡，由于纤维不与试样基体接触，避免了干扰，提高了分析速度。

特点：1操作简单、分析时间短、样品用量小、重现性好；2优于固相萃取的特点是传质较快，避免了堵塞，缩短了分析时间，且不需要溶剂；3容易自动化以及与其它分析技术联用； 4无需使用有机溶剂，特别适合于野外采样；5不是将待测物全部分离出来，而是通过样品与固相图层之间的平衡来达到分离的目的；6可以萃取挥发性样品。

1联用：与气相色谱（GC）、液相色谱（LC）、毛细管电泳（CE）、红外（IR）联用。

高效液相色谱仪分析样品时常见的预处理方法高效液相色谱仪分析样品的预处理方法有过滤、离心、加速溶剂萃取、超临界流体萃取、固相萃取、固相微萃取、液相微萃取和衍生化等。

一、过滤常用的滤膜材质有纤维素、聚四氟乙烯和聚酰胺。

其中聚酰胺应用最广，是亲水材料，适合水溶液的过滤，不被HPLC常用溶剂所腐蚀，不含添加剂。

加速溶剂萃取1、原理：加速溶剂萃取是在提高温度（50～200℃）和压力（10.3～20.6MPa）下，用溶剂萃取固体或半固体样品。

2、特点：与传统萃取方式相比，加速溶剂萃取具有溶剂用量少、快速、对不同基体可用相同的萃取条件、萃取效率高、选择性好、使用方便、安全性好和自动化程度高等特点。

二、超临界流体萃取超临界流体萃取是利用超临界流体对物质的特殊溶解性能原理而建立的萃取方法。

超临界二氧化碳作为常用的萃取剂已被广泛应用于天然药物中非极性和弱极性有效成分的提取。

三、固相萃取1、原理：固相萃取是通过采用选择性吸附和选择性洗脱对样品进行富集、分离和净化，可以将其近似地看作一种简单的液固色谱过程。

2、固相萃取方法：（1）使液体样品溶液通过吸附剂，保留其中被测物质，然后选用适当强度溶剂冲去杂质，再用少量溶剂迅速洗脱被测物质，从而达到快速分离净化和浓缩的目的。

（2）可选择性吸附干扰杂质，让被测物质流出。

（3）可同时吸附杂质和被测物质，再使用合适的溶剂选择性洗脱被测物质。

四、固相微萃取1、原理：固相微萃取是基于涂敷在纤维上的高分子涂层或吸附剂和样品之间的吸附－解吸平衡原理，集采样、萃取、浓缩和进样于一体的无溶剂的样品微萃取方法。

2、常用固相微萃取方法：（1）直接固相微萃取：适用于气体基质和干净的水基质。

（2）顶空固相微萃取：适用于任何基质，尤其是直接固相微萃取无法处理的脏水、油脂、血液、污泥和土壤等。

（3）膜固相微萃取：通过选择性高分子渗透膜将样品与萃取头分离，进行间接萃取。

渗透膜的作用是使萃取头不被基质污染，提高萃取的选择性。

第七节固相萃取和固相微萃取技术一、固相萃取技术固相萃取(solid phase extraction，SPE)是20世纪70年代初发展起来的样品富集技术，特别适用于水样处理。

当液体样品通过固相吸附层时，基体被除去，待测物被富集，然后用少量溶剂(10-20mL)洗脱回收待测物。

1.基本原理SPE法也称液-固萃取法，是根据液相色谱法原理，利用组分在溶剂与吸附剂(固定相)之间选择性吸附与选择性洗脱，达到提取分离、净化和富集的目的，即样品通过装有吸附剂的小柱后，待测物保留在吸附剂上，先用适当溶剂系统洗去杂质，然后再在一定条件下(如不同pH值)选用不同极性的溶剂，将待测成分洗脱下来，进行检测。

SPE法具有对有机物吸附力强、前处理速度快、有机溶剂用量少、对人员危害小等优点，与传统的液-液提取法相比，避免了有机溶剂萃取时乳化现象的发生，具有安全省时，对环境污染小，且易于自动化的特点。

2.固相柱类型SPE技术的核心是固相柱填料。

填料种类很多，可分为以下几种。

吸附型：硅胶、硅藻土、氧化铝、活性炭等。

化学键合型：正相的有氨基、氰基、二醇基等。

反相的有C1、C2、C6、C8、C18、环己基、苯基等。

离子交换型：有季铵、氨基、二氨基、苯磺酸基、羧基等。

此外，还有一些多孔性非极性树脂及中等极性或极性吸附树脂，其应用特点介于活性炭、氧化铝、硅胶、硅藻土与离子交换剂之间.反相SPE柱国外产品有Analytichom Int生产的Bond Elut柱； Waters公司生产的SepPak柱。

国产的有天津河北津杨滤材厂的PT系列品种o。

多孔树脂柱国外商品主要有Amberlite XAD系列和日本三菱化成公司的Diaion HP系列，其中XAD-1～XAD-5、HP-0～HP－50 为非极性树脂，XAD-6～XAD-8为中等极性树脂，XAD-9～XAD-12为极性树脂。

国产品主要有天津试剂二厂的GDX-101～GDX-203系列，上海试剂一厂的401～404系列等品种。

固相萃取与固相微萃取应用之原理一固相萃取固相萃取（Solid Phase Extraction，SPE）是一种基于液-固分离萃取的试样预处理技术，由柱液相色谱技术发展而来。

SPE技术自70年代后期问世以来，由于其高效、可靠及耗用溶剂量少等优点，在环境等许多领域得到了快速发展。

在国外已逐渐取代传统的液-液萃取而成为样品预处理的可靠而有效的方法。

SPE技术基于液相色谱的原理，可近似看作一个简单的色谱过程。

吸附剂作为固定相，而流动相是萃取过程中的水样。

当流动相与固定相接触时，其中的某些痕量物质（目标物）就保留在固定相中。

这时用少量的选择性溶剂洗脱，即可得到富集和纯化的目标物。

固相萃取可分为在线萃取线萃取前者萃取与色谱分析同步完成；而后者萃取与色谱分析分步完成，两者在原理上是一致的。

一般固相萃取的操作步骤包括固相萃取柱（即吸附剂）的选择、柱子预处理、上样、淋洗、洗脱。

在实验过程中需要具体考虑的因素如下：1）吸附剂的选择a.传统吸附剂在环境分析中最为常用的反相吸附剂较适用于水样中的非极性到中等极性的有机物的富集和纯化。

其中有代表性的键合硅胶C18和键合硅胶C8等。

该类吸附剂主要通过目标物的碳氢键同硅胶表面的官能团产生非极性的范德华力或色散力来保留目标物。

正相吸附剂包括硅酸镁、氨基、氰基、双醇基键合硅胶及氧化铝等，主要通过目标物的极性官能团与吸附剂表面的极性官能团的极性相互作用（氢键作用等）来保留溶于非极性介质的极性化合物。

由于其特殊的作用原理，在环境分析中常用于与其它类型的吸附柱联用，吸附去除干扰物，实现样品纯化。

离子交换吸附剂则主要包括强阳离子和强阴离子交换树脂，这些树脂的骨架通常为苯乙烯-二乙烯基苯共聚物，主要是通过目标物的带电荷基团与键合硅胶上的带电荷基团相互静电吸引实现吸附的。

b.抗体键合吸附剂（Immunosorbents-IS）这类新型吸附剂充分利用了生物免疫抗原-抗体之间的高灵敏性和高选择性，尤其适应于水中痕量有机物的富集与分离。