产品分类
您现在的位置:首页 > 技术文章 > 在实验过程中固相萃取效果的影响因素主要有几方面

在实验过程中固相萃取效果的影响因素主要有几方面

  • 发布日期:2020-10-20      浏览次数:67
    •   固相微萃取(Solid-Phase Microextraction,简写为SPME)是近年来国际上兴起的一项试样分析前处理新技术。是在固相萃取基础上发展起来的,它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,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。
        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。
        SPME萃取方式的选择主要与待测物的挥发性、基质和探针固定相涂层的性质有关。 SPME有三种不同的萃取方式:顶空萃取、空气萃取和直接萃取。对挥发性特别强的样品,可采用顶空或空气萃取,对于半挥发性和不挥发性样品来说,应采用直接萃取。
        影响SPME萃取效率的因素很多,主要是对干扰分析物吸附和解析的因素进行优化。影响分析物吸附的主要参数有纤维表面固定相类型、萃取时间、离子强度、pH值、温度、样本体积和搅拌。对于SPME-GC,分析物解析与时间和温度有关,而对于SPME-HPLC,分析物解析则主要与溶剂类型、体积和时间有关。在实验过程中萃取效果的影响因素主要有以下几方面:
        1)纤维表面固定相类型
        选用固定相时一般应从两方面考虑:(i)分析物和固定相的极性相匹配,即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,选取适合分析组分的固定相;(ii) 灵敏度随固定相厚度的增加而增加。
        2)萃取时间
        萃取时间是从石英纤维与试样接触到吸附平衡所需要的时间。为保证实验结果重现性良好,应在实验中保持萃取时间一定。影响萃取时间的因素很多,如分配系数、试样的扩散速度、试样量、容器体积、试样本身基质、温度等。在萃取初始阶段,分析组分很容易富集到石英纤维固定相中,随着时间的延长,富集的速度越来越慢,接近平衡状态时即使时间延长对富集也没有意义了,因此在摸索实验方法时必须做富集-时间曲线,从曲线上找出最佳萃取时间点,即曲线接近平缓的最短时间。一般萃取时间在15~180 min。
        3)离子强度
        向液体试样中加入少量氯化钠、硫酸钠等无机盐可增强离子强度,降低极性有机物在水中的溶解度即起到盐析作用,使石英纤维固定相能吸附更多的分析组分。一般情况下可有效提高萃取效率,但并不一定适用于任何组分,如Boyd-Boland等在对22种含氮杀虫剂检验中发现使用多数组分在加入氯化钠后会明显提高萃取效果,但对恶草灵、乙氧氟甲草醚等农药无效;Fisher等在分析酒中污染物时,加入无机盐的比不加的分析结果高25%。加入无机盐的量需要根据具体试样和分析组分来定。
        4)pH
        改变pH值同使用无机盐一样能改变分析组分与试样介质、固定相之间的分配系数,对于改善试样中分析成分的吸附是有益的。由于固定相属于非离子型聚合物,故对于吸附中性形式的分析物更有效。调节液体试样的pH值可防止分析组分离子化,提高被固定相吸附的能力。对于酸性化合物,萃取效率随pH值降低而提高,在低pH值,酸性化合物的酸-碱平衡移向中性化和物,更有利于分析物被固定相吸附。相反,对于碱性化合物则是随pH值降低,化合物离子化,萃取效率随之减小。在实际检测中发现,pH值在4~11间改变,对三嗪、硝基苯胺、取代尿嘧啶、硫代氨基甲酸酯、氯代乙酰胺、联苯醚、氨基化合物和含氧二唑类除草剂萃取效率无影响。然而在pH 2时,联苯醚和二硝基苯胺的萃取效率提高。
        5)温度
        分析物进入固定相的平衡时间与萃取温度有关,因而需要选择适当的萃取温度促使在合理的时间范围内获得满意的灵敏度。对于浸入式SPME,适当升高温度可使分子运动加快,分子扩散速度更快,从而萃取相/水相之间的平衡时间可以缩短。其对三嗪和硫代氨基甲酸酯的优化萃取温度在55~60℃。对于顶空式SPME,适当升高温度可以提高液上气体浓度,从而提高分析灵敏度。其对人体血液和尿液中三嗪类除草剂的最佳萃取温度介于90~100℃之间。
        6)搅拌
        萃取效率与分析物在样本基质和固定相间的平衡有关,而分析物平衡时间与分析物在水相间质量传递速率有关。搅拌和超声波均能使分析物从基质中快速转移至固定相,从而降低萃取时间。虽然搅拌速度越快,平衡时间越短,但是过度搅拌也会干扰平衡时间和精密度。
        7)样本体积
        由于固相微萃取是一个固定的萃取过程,为保证萃取的效果需要对试样量、试样容器的体积进行选择。Denis等在利用顶空法检测14种半挥发性有机氯农药的研究中指出,试样量与试样容器的体积对于保证结果有很大关系,试样量与试样容器体积之间存在有匹配关系,试样量增大的情况下,重现性明显变好,检出量提高。
        8)解析
        对于SPME-GC来说,GC的汽化室可用于分析物从纤维上的解吸。当温度上升时,分析物对纤维的亲和力下降从而释放出来。汽化室较小的体积能够保证解吸下来的分析物由载气迅速转入色谱柱。对于大多数化合物而言,解吸通常在两分钟内完成。GC的热解吸受若干参数的影响,如汽化室的温度和载气的流速等,它们决定了SPME的解吸时间。一般,汽化室温度的设定在可保持纤维涂层稳定的最大温度。最高解析温度有助于减少滞留影响。一般SPME-GC的热解析最佳温度和时间分别为200~300℃、2~15 min。
    客户至上 用心服务
    在线客服