大化学实验室样品前处理新技术
色谱分析中的样品前处理技术
环境 食品 其他 植物性 动物性 人体 土壤、固体废弃物、沉积物、污泥、 蔬 菜 、 水 果 食 鱼、肉、蛋 肌肉、骨骼、 垃圾等 用菌、米谷物 头发、指甲、 生等陆生和水 各种组织器 生植物 官 各种水体（河水、湖水、海水、生活 污水、工业废水、地下水、雨水、自 来水等） 大气和室内空气 （气体组分、 气溶胶、 大气颗粒物、挥发性金属化合物） 饮料、酒类、奶类、酱油、 醋调味品、油 食物的蒸煮、焙烤发酵香气、 恶臭气体 汗液、血液、 尿液、胆汁、 胃液
源、种类、状态和采集 时间而变化，为是导致分析复杂化的二个根源之一。 因此在设计前处理方法必须考虑： （1）样品的状态和品种
状态 固态
定义 为分离因子则如果完全分离， =1；全不分离，趋于0 =（组分：A多B少）/（组分：A少B多） 在实际中根据： •分析目的对灵敏度和准确度要求 •实验室条件 •待测物有色谱流出位置无干涉峰 •降低检测限 •减少待测物无损失（回收率）
将待测组分从样品中分离，达到仪器能检 测的状态 除去样品中的干涉杂质。使待测目标化合物达到可 检测的范围；使其溶于可进行分析的介质及转换成 可检测的形式等 保护仪器设备以及相关的分析部件，如色谱柱等
（五）食品样品的制备
3 . 罐头 水果罐头在捣碎前须清除果核；肉禽罐头应预先 清除骨头、鱼类罐头要将调味品（葱、辣椒等）去除 后再捣碎。常用的捣碎工具有高速组织捣碎机等 *制备好的样品如果需要保存，应放在密闭洁净的容器 内，置于干燥、通风、阴暗处保存，如谷物类。易腐 烂变质的样品应保存在0～ 5℃冰箱内，如水果、蔬菜。 禽肉类及鱼类样品须在 -18℃冷冻保存，同时根据样品 自身特性来规定适宜的保存期
奶
蛋
（2）样品特点
尿 大部是水，呈黄色、 PH4、 含大量无机盐有机酸 和含氮硫代谢物尿素 嘌呤酸类固醇等 水占 90-93% ，其他成 分较尿液复杂，可溶 性蛋白质、脂肪、糖 类、氨基酸、酶 样品中药物浓 度受生成量和 肾功能影响变 化较大。 与组织浓度相 关性差 除脂肪随日粮 量有关外，其 他理化成分性 质与组织液相 似，比较稳定， 调节PH、 水解代谢物的 轭合态
环境样品前处理技术在化学测量中的应用
环境样品前处理技术在化学测量中的应用在当今的环境科学领域，准确测定环境样品中的各种化学物质对于评估环境质量、追踪污染源以及制定有效的环境保护策略至关重要。
然而，环境样品往往具有复杂性和低浓度的特点，这使得直接进行化学测量往往无法获得准确可靠的结果。
因此，高效、精确的环境样品前处理技术成为了化学测量中不可或缺的环节。
环境样品前处理技术的目的在于去除干扰物质、浓缩目标分析物，并将其转化为适合后续分析仪器检测的形式。
这些技术的应用范围广泛，涵盖了空气、水、土壤、沉积物等各种环境介质。
萃取技术是环境样品前处理中常用的方法之一。
液液萃取（LLE）曾经是经典的萃取手段，但其操作繁琐、需要大量有机溶剂，对环境不友好。
为了克服这些缺点，固相萃取（SPE）应运而生。
SPE 利用固相吸附剂选择性地吸附目标化合物，然后通过洗脱将其分离出来。
与LLE 相比，SPE 减少了有机溶剂的使用量，提高了样品处理的效率和选择性。
此外，还有固相微萃取（SPME）技术，它将萃取、浓缩和进样集于一体，大大简化了操作流程，并且能够实现现场采样和分析。
在水样的前处理中，膜分离技术也发挥着重要作用。
超滤和纳滤可以根据分子大小和电荷特性对水样中的大分子和小分子进行分离，有效地去除杂质并富集目标分析物。
同时，离子交换树脂常用于去除水样中的离子干扰，提高分析的准确性。
对于土壤和沉积物样品，消解技术是必不可少的前处理步骤。
酸消解可以将土壤中的有机物和矿物质分解，使其中的金属元素释放出来，以便进行后续的测定。
微波消解技术则凭借其快速、高效、均匀加热的特点，在土壤消解中得到了越来越广泛的应用。
除了上述技术，衍生化技术在环境样品前处理中也具有重要地位。
对于一些难以直接检测的化合物，通过衍生化反应可以增加其挥发性、稳定性或检测灵敏度。
例如，对于某些极性强、挥发性差的有机污染物，可以通过衍生化反应转化为易挥发的衍生物，从而便于气相色谱分析。
在实际应用中，选择合适的前处理技术需要综合考虑多种因素，如样品的性质、目标分析物的特性、分析方法的要求以及实验室的条件等。
样品前处理的常用消解体系酸消解法
样品前处理的常用消解体系酸消解法酸消解法酸消解法包括敞口酸消解法和高压密闭酸消解法。
敞口酸消解法是应用最普遍的一种样品分解方法。
利用各种酸的化学能力，将待测的金属元素从样品中溶解出来转移到液体中。
酸消解法常用的酸的种类和性质如下：(1)硝酸HN03120℃在常压下的沸点为120℃176℃，它的氧化电位显着增大，氧化性增强。
能对无机物及有机物进行氧化作用。
金属和合金可用硝酸氧化为相应的硝酸盐，这些硝酸盐通常易溶于水。
部分金属元素，如Au, Pt, Nb, Ta, Zr不被溶解。
AI和Cr不易被溶解。
硝酸可溶解大部分的硫化物。
110℃盐酸不属于氧化剂，通常不消解有机物。
盐酸在高压与较高温度下，可与许多硅酸盐及一些难溶氧化物、硫酸盐、氟化物作用，生成可溶性盐。
许多碳酸盐、氢氧化物、磷酸盐、硼酸盐和各种硫化物都能被盐酸溶解。
130℃HC104是己知最强的无机酸之一。
经常使用HCIO4来驱赶HCI, HN03和HF，而HC104本身也易于蒸发除去，除了一些碱金属（K, Rb, Cs）的高氧酸盐溶解度较小外，其他金属的高氯酸盐类都很稳定且易溶于水。
用HC104分解的样品中，可能会有10％左右的Cr以CrOC13的形式挥发掉，V也可能会以VOCI3的形式挥发。
HC104是一种强氧化剂，热的浓HC104氧化性极强，会和有机化合物发生强烈（爆炸）反应，而冷或稀的HC104则无此情况。
因此，通常都与硝酸组合使用，或先加入硝酸反应一段时间后再加入高氯酸（HN03的用量大于HC104的4倍）。
高氯酸大多在常压下的预处理时使用，较少用于密闭消解中，要慎重使用。
在使用聚四氟乙烯（PTFE）烧杯分解样品时，选用HC104赶酸可避免过高温度导致PTFE材料的不稳定。
使用高氯酸可以维持整个样品消解112℃HF本身易挥发，处理样品时HF很少单独使用，常与HCI,HN03,HC104等酸同时使用。
HF是唯一能与硅、二氧化硅及硅酸盐发生反应的酸，少量HF与其他酸结合使用，可有效地防止样品中待测元素形成硅酸盐。
ICP-AES分析的样品预处理
分析样品预处理ICP-AES分析的样品预处理Ⅰ概述随着技术的发展ICP-AES分析仪器的普及，商品仪器引进了多种高新技术成果，使ICP仪器向功能更优化、更自动化以及结构紧凑型方向发展，特别是在仪器控制和数据处理上向数字化、网络化方面发展。
原子发射光谱仪器给人们的印象，已从上世纪中期的“庞然大物的大型仪器，发展成小型实用的常规仪器。
从而使ICP-AES分析技术作为理想的元素分析手段，其易用性和通用性表现得更为突出，已成为元素分析的常规手段，检测实验室的必备仪器。
1、ICP-AES分析性能特点等离子体（Plasma）在近代物理学中是一个很普通的概念，是一种在一定程度上被电离（电离度大于0.1%）的气体，其中电子和阳离子的浓度处于平衡状态，宏观上呈电中性的物质。
电感耦合等离子体（ICP）是由高频电流经感应线圈产生高频电磁场，使工作气体形成等离子体，并呈现火焰状放电（等离子体焰炬），达到10000K的高温，是一个具有良好的蒸发－原子化－激发－电离性能的光谱光源。
而且由于这种等离子体焰炬呈环状结构，有利于从等离子体中心通道进样并维持火焰的稳定；较低的载气流速（低于1L/min）便可穿透ICP，使样品在中心通道停留时间达2～3ms，可完全蒸发、原子化；ICP环状结构的中心通道的高温，高于任何火焰或电弧火花的温度，是原子、离子的最佳激发温度，分析物在中心通道内被间接加热，对ICP放电性质影响小；ICP光源又是一种光薄的光源，自吸现象小，且系无电极放电，无电极沾污。
这些特点使ICP光源具有优异的分析性能，符合于一个理想分析方法的要求。
一个理想的分析方法，应该是：可以多组分同时测定；测定范要围宽（低含量与高含量成分能同测定）；具有高的灵敏度和好的精确度；可以适用于不同状态的样品的分析；操作要简便与易于掌握。
ICP-AES分析方法便具有这些优异的分析特性：⑴ICP-AES法首先是一种发射光谱分析方法，可以多元素同时测定。
样品的前处理方法
三种不同型号的ASE
ASE100↑
ASE200 ↓
ASE300 ↑
ASE的突出优点
• 快速，15分钟 • 溶剂用量少 • 萃取效率高 • 样品基体影响小 • 可同时选用四种溶剂萃取 • 安全，全自动 • ASE建立了环境, 药物, 聚合物, 食品, 和化妆品
工业的大量应用
ASE工作流程
加样品
加溶剂
加热 加压
时间 (min) 0.5–1
5
溶剂
静态萃取 新溶剂冲洗
5 循环
0.5
氮气吹扫
1–2
萃取结束 准备分析
Total (min) 12–18
泵
吹扫阀
炉体
萃取池
静态阀
氮气瓶
收集瓶
食品安全评价中ASE的应用
• 水果和蔬菜中的农药 • 动物组织中的二噁英和多氯联苯 • 粮食中的农药 • 粮食中的毒枝菌素 • 熏肉中的多环芳烃 • 葡萄干中的杀真菌剂 • 咸肉中的硝酸盐/亚硝酸盐 • 一些正在发展的方法
研磨
• ⑤对具有坚韧细胞壁的微生物，常用自溶、冷热 交替、加砂研磨、超声波和加压处理等方法。
细胞破碎方法的分类
3.生物大分子的提取
• 提取生物大分子样品时条件的选择：
（1）溶剂
常用的溶剂有水、稀酸、稀碱、稀盐等，也 可以采用不同比例的有机溶剂，如：乙醇、丙 酮、氯仿、四氯化碳
选择溶剂时要注意物质的溶解性，如极性物 质易溶于极性溶剂；碱性物质易溶于酸性溶剂 ；温度升高时一般溶解度相应增大；远离等电 点时溶解度增大
–固相萃取样品小柱
样品预处理的过程
去除微粒
• 过滤 – 可重复使用过滤装置/过滤膜 • 有机(0.22μm)/无机(0. 22 μm) • 膜片可更换 – 一次性使用的膜 • 使用方便简单，交叉污染小 • 有更小内径，可用于微量样品的处理
样品预处理新方案-----QuEChERS
样品预处理新方案-----QuEChERS主讲人：上海月旭公司食品安全检测产品经理样品前处理应用专家安保超（仪器信息网id: abc_1982）导言：食品安全问题是当今世界的重大问题，而农药残留是影响食品安全的重要因素之一。
在全球范围内，每年大约有超过2000种食品样品用作农药残留分析，因此，发展快速、可靠、灵敏和实用的农药残留分析技术无疑是控制农药残留、保证食用者安全和避免贸易争端的基础。
农药残留分析是一项复杂的痕量分析技术，而传统的提取净化技术，已远远满足不了现代农药残留分析的要求。
随之而产生的更快速，更高效的前处理技术，就是本文要向大家介绍的QuEChERS 方法。
希望大家借此次交流机会，共同参与探索有关QuChERS的任何问题，欢迎大家就QuChERS的原理、工作步骤、以及产品组分、应用等问题前来提问，也欢迎农残检测方面的高手前来与abc_1982交流切磋。
内容提纲：1. 什么是QuEChERS?2. QuEChERS如何工作？3. QuEChERS产品选择指南4. 如何克服基质效应5. QuEChERS应用扩展6. Welchrom® QuEChERS方法应用实例一、什么是QuEChERS?1.1 引言：QuEChERS（发音类似于Catchers），取快速（Quick），简单（Easy），价廉（Cheap），高效（Effective），耐用（Rugged）和安全（Safe）六个单词的首字母。
它是一种用于高湿度食品中多农药残留分析的样品制备与净化技术。
自从Anastassiades和Lehotay等人在2003年创建这一技术以来，QuEChERS 在食品中的农药分析领域里已引起了人们的广泛关注。
它之所以可以用于食品的分析，是因为它将几步实验步骤合为一步，并与以往的费时费力的提取方法如Luke法相比，更拓宽了所能应用的极性农药的范围。
该方法自出现以来在这几年里经历了许多改进。
这些改进可以提高某些种类农药的回收率。
样品前处理常用技术
Two-Step Liquid-Liquid-Liquid Microextraction
Conventional liquid-liquid extraction (LLE) requires large amounts of toxic organic solvents and is tedious and time-consuming. Solid-phase extraction (SPE) is relatively expensive and the enrichment factors obtained are relatively low without solvent evaporation
除草剂
杀虫剂 有机磷农药 有机磷农药
有机氯农药
管内固相微萃取(in-tube-SPME)
将萃取涂层涂在毛细管的内表 面，可采用气相色谱毛细管
优点：毛细管柱方便易得，使
用寿命长，内径小涂层薄，样品 扩散快，平衡时间短。
In-tube-SPME－GC联用方式
热解析：用注射器将样品溶液注入毛细管柱，萃 取平衡后将水吹出，然后用石英压接头将萃取柱与分 析柱连接，放入气相色谱仪炉箱中热解吸。这种方法
不适于日常分析。
溶剂解吸：水样用氮气以极缓慢的流速吹入毛细
管萃取柱中，再将水吹出萃取柱，将适当溶剂注入萃
取柱中解吸，收集解吸溶液注入气相色谱中分析。
说明：1）萃取毛细管柱为长33cm，内径0.53mm，膜厚3.5µm的OV-1
毛细管柱； 2）在11处与GC冷柱头进样器相连，实现柱上进样。 将管内固相微萃取与GC法结合，采用溶剂解吸，通过两个六通阀
2）微孔膜液液萃取
微孔膜液液萃取装置与液膜萃取装置基本一样。它
化学取样方法和样品的前处理
化学取样方法和样品的前处理化学取样方法和样品的前处理是化学分析过程中非常重要的环节。
正确的取样方法和样品前处理可以保证分析结果的准确性和可靠性。
本文将介绍几种常见的化学取样方法和样品前处理的步骤，包括固体样品的研磨、溶解、萃取和过滤，液体样品的稀释和预处理，以及气体样品的取样及前处理方法。
固体样品的前处理方法：1.研磨：对固体样品进行研磨可以增加表面积，有利于后续的溶解或萃取步骤。
常见的研磨方法包括用搅拌器搅拌、用研磨机研磨或用球磨仪球磨等。
2.溶解：将研磨后的固体样品溶解到适当的溶剂中，便于后续的分析。
选择溶剂时要考虑样品的性质和分析要求，例如选择水、有机溶剂或酸溶剂等。
3.萃取：有时需要将固体样品中的目标成分提取出来，常用的方法有溶剂萃取、超声波萃取、固相萃取等。
具体方法和条件取决于目标物质的性质和样品的复杂程度。
4.过滤：对于含有固体颗粒的溶液，需要使用滤纸或滤膜进行过滤，去除杂质物质，得到纯净的溶液供分析使用。
液体样品的前处理方法：1.稀释：对于浓缩的液体样品，为了确保分析的准确性，有时需要对样品进行稀释。
稀释的方法可以根据需要选择适合的溶剂和稀释倍数。
2.酸碱调节：对于一些需要特定pH值的分析，需要进行酸碱调节。
例如，对于金属离子的分析，可以使用酸或碱调节pH值，以确保分析的准确性。
3.清洗：对于含有杂质的液体样品，需要进行清洗处理，以去除杂质。
常见的清洗方法包括用纯净水冲洗、用溶剂冲洗或用酸碱溶液清洗等。
气体样品的取样与前处理方法：1.取样：气体样品的取样可以使用气袋、吸管、气泵等装置进行。
取样时要注意避免外界空气的污染，尽量在清洁环境下进行。
2.浓缩：有时需要浓缩气体样品中的目标成分，一般可以使用气相色谱仪等装置进行浓缩，提高分析的灵敏度。
3.过滤：对于气体中的颗粒物质，可以使用过滤器进行过滤，去除颗粒物质，得到纯净的气体样品。
总之，化学取样方法和样品前处理的步骤取决于具体的分析要求和样品的性质。
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9大化学实验室样品前处理新技术
9大化学实验室样品前处理新技术
2016-06-14 农业检测 农业检测
9大化学实验室样品前处理新技术
快速、简便、自动化的前处理技术不仅省时、省力,而且可以减少由于不同人员操作及样品多次转移带来的误差,还可以避免使用大量的有机溶剂并减少对环境的污染。
在分析工作中,试样的前处理是一个十分重要的步骤,一些难分解的样品有时成为分析测定中的主要问题。
随着现代科学技术的迅速发展,分析仪器的自动化水平不断提高,特别是应用了各种高新技术的精密分析仪器以及现代电子技术、计算机技术的引入极大地推动了分析化学的发展。
作为分析化学的重要组成部分———样品前处理技术也得到了迅速发展。
1样品前处理在分析化学过程中的地位及分类
1.样品前处理在分析化学过程中的地位
在一个完整的样品分析过程中,大致可以分为4个步骤:①样品采集;②样品前处理;③分析测定;④数据处理与报告结果。
其中样品前处理所需时间最长,约占整个分析时间的三分之二。
通常分析一个样品只需几分钟至几十分钟,而分析前的样品处理却要几小时。
因此样品的前处理是分析过程中一个重要的步骤,样品前处理过程的先进与否,直接关系到分析方法的优劣。
由于样品前处理过程的重要性,样品前处理方法和技术的研究已经引起了分析化学家的广泛关注。
2.样品前处理技术分类
按照样品形态来分,样品前处理技术主要分为固体、液体、气体样品的前处理技术。
固体样品的前处理技术主要有索氏提取、微波辅助萃取、超临界流体萃取和加速溶剂萃取等。
液体样品的前处理技术主要有液-液萃取、固相萃取、液膜萃取、吹扫捕集、液相微萃取等。
气体样品的前处理方法有固体吸附剂法、全量空气法等。
2样品前处理入技术的发展
在样品前处理技术中,目前使用最广泛的仍然是经典方法,主要是技术上得到了进一步完善,相应的新材料、新试剂、新方法得到了发展,更方便实用的设备被不断开发出来。
凝胶渗透色谱是液相分配色谱的一种,其分离基础是溶液中溶质分子的体积大小不同。
凝胶自动净化就是利用凝胶渗透色谱原理来净化样品的技术,近年来被广泛应用于生物、环境、医药等样品的分离和净化。
4)固相萃取技术
固相萃取是20世纪70年代后期发展起来的样品前处理技术,它利用固体吸附剂将目标化合物吸附,使之与样品的基体及干扰化合物分离,然后用洗脱液洗脱或加热解脱,从而达到分离和富集目标化合物的目的,该项技术具有回收率和富集倍数高、有机溶剂消耗量低、操作简便快速、费用低等优点,易于实现自动化并可与其它分析仪器联用。
在很多情况下,固相萃取作为制备液体样品优先考虑的方法取代了传统的液—液萃取法,如美国环保署将其用于水中农药含量的测定。
5)液相微萃取
液相微萃取的原理是利用待测物在两种不混溶的溶剂中溶解度和分配比的不同而进行萃取的方法。
该项技术集萃取、净化、浓缩、预分离于一体,具有萃取效率高、消耗有机溶剂少,快速、灵敏等优点,是一种较环保的萃取方法。
6)吹扫捕集法
吹扫捕集法利用待测物的挥发性,直接抽取样品顶空气体进行色谱分析,利用载气尽量吹出样品中的待测物后,用冷冻捕集或吸附剂捕集的方法收集被测物。
吹扫捕集技术具有快速、准确、高灵敏度、高富集效率等优点,在食品、饮料、蔬菜、药物等样品的前处理中展示了广阔的应用前景。
7)膜分离技术
膜分离技术是指以选择性透过膜为分离介质,通过在膜两侧施加某种推动力,如压力差、浓度差等,使样品一侧中的欲分离组分选择性地通过膜,低分子溶质通过膜,大分子溶质被截留,以此来分离溶液中不同分子量的物质,从而达到分离提纯的目的。
一般膜分离是在压力的作用下进行的,分离过程瞬间完成,因此具有装置简单、结构紧凑、设备体积小、更易于操作和实现系统自动化运行等优点。
膜分离技术在众多领域里可以代替离心、沉降、蒸发、吸附等传统的分离手段,提高了分离效率,降低运行成本,简化操作。
8)热解吸
热解吸是将固体、液体、气体样品或吸附有待测物的吸附管置于热解吸装置中,当装置升温时,挥发性、半挥发性组分从被解吸物中释放出来,通过惰性载气带着待测物进入GC、GC-MS中进行分析的一种技术。
该技术具有灵敏度高、环境污染小等特点,当其与气相色谱或质谱联用时,可进行复杂样品的分析测定,应用范围较广。
9)微波消解法
在微波磁场中,被消解样品极性分子快速转动和定向排列,从而产生振动。
在较高温度和压力下消解样品,可以激化化学物质,从而使氧化剂的氧化能力大大加强,使样品表层扰动破裂,并不断产生新的与试剂接触的表面,加速了样品的消解。
微波消解法是一种高效省时的现代制样技术,普遍用于原子光谱分析的样品前处理。
3.在线技术
在线技术是样品前处理过程与终端检测装置结合在一起实现自动化的技术,今后的发展趋势就是尽可能使这两个过程全部结合起来,这样不但可减轻劳动强度,节省人力,更主要的是可以防止人工操作无法避免的由于个体差异所产生的误差,提高分析测试的灵敏度、准确度与重现性。
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