第二章 卫生样品的采集与处理
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第二章
第一节 样品的采取
样品的采集与处理 和制备
第二节 样品的处理
2021/3/12
卫生样品分析的一般程序： 影响结果
样品的采集和保存
准确度
样品的预处理*
分析方法的选择及试样的测定
分析数据的处理
分析报告的撰写
卫生分析工作的第一步：样品的采集
2021/3/12
ห้องสมุดไป่ตู้
第一节 样品的采取和保存
一、几个基本概念
2021/3/12
1. 萃取分离的基本原理
亲水性 离子型化合物 极性
物质
相互转换
疏水性 共价键化合物 弱极性或非极性
萃取分离的实质
将待萃取组分由亲水性转化为疏水性，使其萃
入有机相中。 反萃取
例. 8-羟基喹啉-CHCl3 对Al 3+ 的萃取
萃取的反过程（将组分从有机溶液中萃取到水 溶液中）。
2021/3/12
DVw
Vo
式中Vw/Vo称为相比。
萃取率由分配比和相比决定
2021/3/12
在实际分离工作中，萃取率E 最有意义。
最常采用--等体积溶剂进行萃取，即相比为1， 此时萃取率可写成:
E D 100% D1
一次萃取：E > 90%以上，D>10 E > 90%以上，D>100
如果 D 值较小而要得到较高的萃
2021/3/12
2.重要的萃取体系 用于萃取的有机溶剂称为萃取溶剂 根据组分的性质不同，萃取体系分： 简单分子萃取体系 螯合物萃取体系 离子缔合物萃取体系 溶剂化合物萃取体系
2021/3/12
3.萃取条件的选择 萃取溶剂的选择 溶液酸度的选择 其它试剂的选择
4.萃取操作
2021/3/12
（二）固相萃取法
2021/3/12
2.尿
24小时混合尿 取样方法 晨尿
某时间的一次尿
采样仪器：聚乙烯瓶或用硝酸溶液
浸泡过的玻璃瓶 3.毛发
取样方法：枕部距头皮2cm左右的发段
4.组织
取样：肝、肾、肺等脏器，冷冻保存
2021/3/12
第二节 样品的处理
一、样品处理的目的和要求
1.样品处理的目的 ① 使被测组分从复杂样品中分离出来，制成 可被测定的形式。 ② 去除干扰测定的物质 ③ 必要时进行浓缩富集 ④ 可通过衍生化使难测定物质转化为易于测 定的物质形式
Solid phase extraction，SPE
固相萃取： 液-固分离 分离载体： 一般为硅氧基甲烷，
颗粒直径40-80 μm 分离原理: 利用样品中被分离组 分与萃取柱中固定相的作用力（吸 附、分配和离子交换等）不同而进 行分离。
固相萃取柱
2021/3/12
固相萃取装置： 由柱管、筛板和固定相三部分组成
“宿主”是指病原体是造成疾病的病因；“过客”是指 病原体只是在疾病出现后，由于环境的改变，适合它在此 繁殖，即上面文章中所说的“继发感染”。
具体到上述的在非典的病人标本上会发现衣原体“包涵 体”的原因是这样：非典病人受到冠状病毒的侵犯后，肺 部环境发生了巨大的变化。原来衣原体无法生存的地方变 成衣原体生长的“沃土”，从而出现了继发衣原体感染。
根据检测目的，采集的样品必须能充 分说明此目的的典型样品 3.适时性
某些样品的采集要有严格的时间概念
2021/3/12
非典时期的支原体与衣原体之争
当广东开始非典流行时，国内权威机构报道非典是由 “衣原体”导致的时候，我的第一个反应是怀疑。但基于 以下理由觉得迷惑：
一、依据明显缺乏科学性：医学研究绝对不是这样的 ，仅仅从几个尸解病人的标本中发现衣原体“包涵体”（ 在细胞浆或细胞核内形成的具有一定形态的病变结构）就 仓促下结论是违背科学精神的。
2021/3/12
结束
2021/3/12
四个步骤： 活化 装样 清洗 洗脱
2021/3/12
图 2-3 固相萃取过程
固相萃取法一般程序为：
选适宜SPE管 润湿载体
加入样品溶液到载体 洗涤除去共存物 洗脱待分离物质
固相萃取柱
2021/3/12
（三）固相微萃取技术
始于1992年，加拿大的Janusz Pawliszyn
取效率，可以采取连续多次萃取。
2021/3/12
n次萃取后
mn
m0
Vw DVo Vw
n
式中，n 为萃取次数，m 为被萃取物质的总
量，mn 为经 n 次萃取后留在水相中被萃取 物质的量，Vw 为水相体积，Vo 为每次萃取 所用有机溶剂的体积。
2021/3/12
• 例2. 用8-羟基喹啉氯仿溶液，于pH=7.0时从 水溶液中萃取La3+，已知它在两相中的分配比 D=43。现取含La3+为lmg·mL-1的水溶液 20.00mL，用20.00mL萃取液，计算一次萃取 和分两次萃取（每次10.00mL）的萃取效率。
海水中 U （IV） 的测定
C = 1 ~ 3 g / L
难以测定
富集为 C = 100 ~ 200 g / L 可以测定
分离效果
干扰成分减少至不再干扰 待测组分有效回收
2021/3/12
分离效果的好坏用回收率衡量
回收率 %） （ 分原 离始 后含 测量 量 10% 0值
常量组分，含量 > 1%， 回收率 > 99 % 以上
总体：分析对象的全体 样品：从总体中抽出部分个体，代表全部待 分析物料的平均组成。 采样：按一定规则，从总体中抽取分析样品 的过程。 采样目的：获得能代表全部待分析总体平均 组成的样品。
2021/3/12
二、样品采集的原则
代表性、典型性和适时性
1.代表性 采集的样品必须能充分代表被分析总
体的性质 2.典型性
溶质在两相中存在形式完全相同时，D＝KD。 两相体积相等时，若D＞1，溶质进入有机相的量多。 在实际工作中，一般要求D至少大于10。
2021/3/12
（3）萃取率E
E溶质 A溶 在质 有 A的 机总 相量 中的 1总 0% 0量
萃取效率和分配比的关系是：
E% coVo 10% 0 D 10% 0
coVocwVw
微量组分，含量 < 0.01 %， 回收率 > 95 % 或更低
2021/3/12
常用分离方法
沉淀与共沉淀分离法 溶剂萃取分离法 固相萃取与微萃取法 色谱分超临界流体萃取法 挥发和蒸馏分离法 膜分离法
2021/3/12
（一）溶剂萃取分离法
在含有被分离物质的水 溶液中，加入萃取剂和与水 不相混溶的有机溶剂，振荡， 利用物质在两相中的分配不 同的性质，使一些组分进入 有机相中，使另一些组分仍 留在水相中，从而达到分离 的目的。
为[A]o, 水相的浓度为[A]w之比，用KD表示。
萃取平衡 A (w)
A (o)
分配定律
KD
[HA]o [HA]w
2021/3/12
(2)分配比 如果溶质A在两相中存在多种型体，如离
解、缔合、络合、聚合等，则把溶质A在两相 中各种型体的浓度之和相比，称为分配比D。
D在 在有 水机 相相 中 A A 的 中 的 溶 总 溶 总 质 浓 质 浓 cc度 w o度
1)龙虾被重金属污染， 2)龙虾被某种细菌污染， 3)龙虾中还有某种化学物质能抑制 线粒体的功能，具体原因等待卫生部的 调查。
2021/3/12
（四）生物材料
生物材料：人或动物的体液、排泄物、 分泌物和脏器等
1.血 包 括：全血、血浆和血清
采样部位：手指血、耳垂血和静脉血
保存方法：置于聚四氟乙烯、聚乙烯或 硬质玻璃管中密塞，4℃下 保存，长期保存在-20℃。
2021/3/12
造成肌溶解的原因有很多，常见的 是酗酒、外伤、癫痫、机体过劳、肌肉 缺血性萎缩、遗传原因等等，但某些药 物也可能造成这种病，几乎每个地方都 提 到 的 是 降 胆 固 醇 药 statins 、 可 卡 因 、安非他明、海洛因，等等。
2021/3/12
龙虾中毒引发的肌肉损伤和肌红蛋 白血症有如下可能原因：
硝酸-硫酸法
湿消化法 硝酸-高氯酸（H2O2)法 硝酸-硫酸-高氯酸法
密封加压消化法
微波溶样法
部分分解法
2021/3/12
三、常用的分离与富集方法
问题的提出
实际样品的复杂性
分析方法灵敏度的 局限性
干扰的消除
满足对灵敏 度的要求
控制实验条件
使用掩蔽剂 分离
选择灵敏度高 的方法
富集
2021/3/12
例：
2021/3/12
三、各类样品的采集方法 （一）空气
大气监测 工作场所空气中有害成分监测 室内空气质量监测 公共场所空气质量监测
直接采集 样品的采集方法 浓缩采集
2021/3/12
1. 直接采集法 容器预先抽真空，在现场采集样品；或
通过采样泵将气体样品直接引进容器。
2. 浓缩采集法（富集法）
空气样品中待测组分浓度较低时，使用
2021/3/12
（四）超临界流体萃取法 1.原理 超临界流体萃取: 气-固萃取 萃取剂: 超临界条件下的气体 特 点：粘度低，接近零的表面张力，比 很多液体容易渗透固体颗粒，易于除去。
2021/3/12
超临界萃取分离设备组成及流程：
2021/3/12
内容选择：
第一节 样品的采取和制备 第二节 样品的处理
二、治疗效果：如果非典真的是衣原体造成的，那就 一点也不可怕了。因为只要正确使用抗菌素，衣原体感染 是可以控制的。当时那么多国内甚至国际一流的专家会不 考虑到这个？
2021/3/12
后来的发展证实了我的看法，相信国内很多医务人员 也经历过和我一样的疑惑。
那么，为什么在非典的病人标本上会发现衣原体“包涵 体”呢？这其实是病原学研究时，最基本的需要分辨的， 即“宿主”还是“过客”这一最基本的问题。
例. 8-羟基喹啉-CHCl3对Al 3+ 的萃取
A l(H 2O )63++
N 3
O H
N Al+ H + 3+ H 2 6O
O3
亲水
2021/3/12
水合离子的正电 疏水 性被中和，亲水 的水分子被疏水 有机大分子取代
溶于CHCl3
8-羟基喹啉 萃取剂
CHCl3
溶剂
(1)分配系数
有机溶剂从水相中萃取溶质A，若A在两相 中的存在形态相同，平衡时，在有机相的浓度
解:一次萃取
m 12(0 4 32 2 0 02)00.45 m 4g
E2 00.451 40 % 09.7% 20
2021/3/12
两次萃取 m 22(0 4 3 1 2 0 02)0 20.03m 9g 5 E % 2 0 0.03 1 90 % 5 09.8 9 % 20
上例结果说明，用同样数量的萃取液， 分多次萃取比一次萃取的效率高。
此法。
溶液吸收法
固体吸收剂阻留法
滤纸滤膜阻留法
冷阱收集法
2021/3/12
3. 采样装置 基本组成
收集器 流量计 采样动力
（二）水
见书 p10
2021/3/12
（三）食品
检测项目
营养成分 功效成分 鲜度 添加剂 污染物
随机取样 取样方法 系统取样
指定代表性样品
2021/3/12
小龙虾致肌溶解
肌溶解(rhabdomyolysis)是当肌肉受 伤时，肌肉中的一种叫做肌球素 (Myoglobin) 的 蛋 白 质 被 释 放 出 来 ， 进 入 血液循环系统。这种蛋白质在肾脏会被过 滤，并可能被分解成有毒物质，危害肾脏 ，这可能就是为啥我们会看到酱油尿。
2021/3/12
2.样品处理的要求 ① 必须使样品分解完全，回收率足够高 ② 不能引入干扰测定的物质和待测物质 ③ 方法简单易行，速度快
二、样品溶液的制备方法
1.溶解法
2021/3/12
水溶法 酸浸出法 碱浸出法 有机溶剂浸出法
2.分解法
高温灰化法（450-550℃）
干灰化法 低温灰化法（高频等离子 体技术)
第一节 样品的采取
样品的采集与处理 和制备
第二节 样品的处理
2021/3/12
卫生样品分析的一般程序： 影响结果
样品的采集和保存
准确度
样品的预处理*
分析方法的选择及试样的测定
分析数据的处理
分析报告的撰写
卫生分析工作的第一步：样品的采集
2021/3/12
ห้องสมุดไป่ตู้
第一节 样品的采取和保存
一、几个基本概念
2021/3/12
1. 萃取分离的基本原理
亲水性 离子型化合物 极性
物质
相互转换
疏水性 共价键化合物 弱极性或非极性
萃取分离的实质
将待萃取组分由亲水性转化为疏水性，使其萃
入有机相中。 反萃取
例. 8-羟基喹啉-CHCl3 对Al 3+ 的萃取
萃取的反过程（将组分从有机溶液中萃取到水 溶液中）。
2021/3/12
DVw
Vo
式中Vw/Vo称为相比。
萃取率由分配比和相比决定
2021/3/12
在实际分离工作中，萃取率E 最有意义。
最常采用--等体积溶剂进行萃取，即相比为1， 此时萃取率可写成:
E D 100% D1
一次萃取：E > 90%以上，D>10 E > 90%以上，D>100
如果 D 值较小而要得到较高的萃
2021/3/12
2.重要的萃取体系 用于萃取的有机溶剂称为萃取溶剂 根据组分的性质不同，萃取体系分： 简单分子萃取体系 螯合物萃取体系 离子缔合物萃取体系 溶剂化合物萃取体系
2021/3/12
3.萃取条件的选择 萃取溶剂的选择 溶液酸度的选择 其它试剂的选择
4.萃取操作
2021/3/12
（二）固相萃取法
2021/3/12
2.尿
24小时混合尿 取样方法 晨尿
某时间的一次尿
采样仪器：聚乙烯瓶或用硝酸溶液
浸泡过的玻璃瓶 3.毛发
取样方法：枕部距头皮2cm左右的发段
4.组织
取样：肝、肾、肺等脏器，冷冻保存
2021/3/12
第二节 样品的处理
一、样品处理的目的和要求
1.样品处理的目的 ① 使被测组分从复杂样品中分离出来，制成 可被测定的形式。 ② 去除干扰测定的物质 ③ 必要时进行浓缩富集 ④ 可通过衍生化使难测定物质转化为易于测 定的物质形式
Solid phase extraction，SPE
固相萃取： 液-固分离 分离载体： 一般为硅氧基甲烷，
颗粒直径40-80 μm 分离原理: 利用样品中被分离组 分与萃取柱中固定相的作用力（吸 附、分配和离子交换等）不同而进 行分离。
固相萃取柱
2021/3/12
固相萃取装置： 由柱管、筛板和固定相三部分组成
“宿主”是指病原体是造成疾病的病因；“过客”是指 病原体只是在疾病出现后，由于环境的改变，适合它在此 繁殖，即上面文章中所说的“继发感染”。
具体到上述的在非典的病人标本上会发现衣原体“包涵 体”的原因是这样：非典病人受到冠状病毒的侵犯后，肺 部环境发生了巨大的变化。原来衣原体无法生存的地方变 成衣原体生长的“沃土”，从而出现了继发衣原体感染。
根据检测目的，采集的样品必须能充 分说明此目的的典型样品 3.适时性
某些样品的采集要有严格的时间概念
2021/3/12
非典时期的支原体与衣原体之争
当广东开始非典流行时，国内权威机构报道非典是由 “衣原体”导致的时候，我的第一个反应是怀疑。但基于 以下理由觉得迷惑：
一、依据明显缺乏科学性：医学研究绝对不是这样的 ，仅仅从几个尸解病人的标本中发现衣原体“包涵体”（ 在细胞浆或细胞核内形成的具有一定形态的病变结构）就 仓促下结论是违背科学精神的。
2021/3/12
结束
2021/3/12
四个步骤： 活化 装样 清洗 洗脱
2021/3/12
图 2-3 固相萃取过程
固相萃取法一般程序为：
选适宜SPE管 润湿载体
加入样品溶液到载体 洗涤除去共存物 洗脱待分离物质
固相萃取柱
2021/3/12
（三）固相微萃取技术
始于1992年，加拿大的Janusz Pawliszyn
取效率，可以采取连续多次萃取。
2021/3/12
n次萃取后
mn
m0
Vw DVo Vw
n
式中，n 为萃取次数，m 为被萃取物质的总
量，mn 为经 n 次萃取后留在水相中被萃取 物质的量，Vw 为水相体积，Vo 为每次萃取 所用有机溶剂的体积。
2021/3/12
• 例2. 用8-羟基喹啉氯仿溶液，于pH=7.0时从 水溶液中萃取La3+，已知它在两相中的分配比 D=43。现取含La3+为lmg·mL-1的水溶液 20.00mL，用20.00mL萃取液，计算一次萃取 和分两次萃取（每次10.00mL）的萃取效率。
海水中 U （IV） 的测定
C = 1 ~ 3 g / L
难以测定
富集为 C = 100 ~ 200 g / L 可以测定
分离效果
干扰成分减少至不再干扰 待测组分有效回收
2021/3/12
分离效果的好坏用回收率衡量
回收率 %） （ 分原 离始 后含 测量 量 10% 0值
常量组分，含量 > 1%， 回收率 > 99 % 以上
总体：分析对象的全体 样品：从总体中抽出部分个体，代表全部待 分析物料的平均组成。 采样：按一定规则，从总体中抽取分析样品 的过程。 采样目的：获得能代表全部待分析总体平均 组成的样品。
2021/3/12
二、样品采集的原则
代表性、典型性和适时性
1.代表性 采集的样品必须能充分代表被分析总
体的性质 2.典型性
溶质在两相中存在形式完全相同时，D＝KD。 两相体积相等时，若D＞1，溶质进入有机相的量多。 在实际工作中，一般要求D至少大于10。
2021/3/12
（3）萃取率E
E溶质 A溶 在质 有 A的 机总 相量 中的 1总 0% 0量
萃取效率和分配比的关系是：
E% coVo 10% 0 D 10% 0
coVocwVw
微量组分，含量 < 0.01 %， 回收率 > 95 % 或更低
2021/3/12
常用分离方法
沉淀与共沉淀分离法 溶剂萃取分离法 固相萃取与微萃取法 色谱分超临界流体萃取法 挥发和蒸馏分离法 膜分离法
2021/3/12
（一）溶剂萃取分离法
在含有被分离物质的水 溶液中，加入萃取剂和与水 不相混溶的有机溶剂，振荡， 利用物质在两相中的分配不 同的性质，使一些组分进入 有机相中，使另一些组分仍 留在水相中，从而达到分离 的目的。
为[A]o, 水相的浓度为[A]w之比，用KD表示。
萃取平衡 A (w)
A (o)
分配定律
KD
[HA]o [HA]w
2021/3/12
(2)分配比 如果溶质A在两相中存在多种型体，如离
解、缔合、络合、聚合等，则把溶质A在两相 中各种型体的浓度之和相比，称为分配比D。
D在 在有 水机 相相 中 A A 的 中 的 溶 总 溶 总 质 浓 质 浓 cc度 w o度
1)龙虾被重金属污染， 2)龙虾被某种细菌污染， 3)龙虾中还有某种化学物质能抑制 线粒体的功能，具体原因等待卫生部的 调查。
2021/3/12
（四）生物材料
生物材料：人或动物的体液、排泄物、 分泌物和脏器等
1.血 包 括：全血、血浆和血清
采样部位：手指血、耳垂血和静脉血
保存方法：置于聚四氟乙烯、聚乙烯或 硬质玻璃管中密塞，4℃下 保存，长期保存在-20℃。
2021/3/12
造成肌溶解的原因有很多，常见的 是酗酒、外伤、癫痫、机体过劳、肌肉 缺血性萎缩、遗传原因等等，但某些药 物也可能造成这种病，几乎每个地方都 提 到 的 是 降 胆 固 醇 药 statins 、 可 卡 因 、安非他明、海洛因，等等。
2021/3/12
龙虾中毒引发的肌肉损伤和肌红蛋 白血症有如下可能原因：
硝酸-硫酸法
湿消化法 硝酸-高氯酸（H2O2)法 硝酸-硫酸-高氯酸法
密封加压消化法
微波溶样法
部分分解法
2021/3/12
三、常用的分离与富集方法
问题的提出
实际样品的复杂性
分析方法灵敏度的 局限性
干扰的消除
满足对灵敏 度的要求
控制实验条件
使用掩蔽剂 分离
选择灵敏度高 的方法
富集
2021/3/12
例：
2021/3/12
三、各类样品的采集方法 （一）空气
大气监测 工作场所空气中有害成分监测 室内空气质量监测 公共场所空气质量监测
直接采集 样品的采集方法 浓缩采集
2021/3/12
1. 直接采集法 容器预先抽真空，在现场采集样品；或
通过采样泵将气体样品直接引进容器。
2. 浓缩采集法（富集法）
空气样品中待测组分浓度较低时，使用
2021/3/12
（四）超临界流体萃取法 1.原理 超临界流体萃取: 气-固萃取 萃取剂: 超临界条件下的气体 特 点：粘度低，接近零的表面张力，比 很多液体容易渗透固体颗粒，易于除去。
2021/3/12
超临界萃取分离设备组成及流程：
2021/3/12
内容选择：
第一节 样品的采取和制备 第二节 样品的处理
二、治疗效果：如果非典真的是衣原体造成的，那就 一点也不可怕了。因为只要正确使用抗菌素，衣原体感染 是可以控制的。当时那么多国内甚至国际一流的专家会不 考虑到这个？
2021/3/12
后来的发展证实了我的看法，相信国内很多医务人员 也经历过和我一样的疑惑。
那么，为什么在非典的病人标本上会发现衣原体“包涵 体”呢？这其实是病原学研究时，最基本的需要分辨的， 即“宿主”还是“过客”这一最基本的问题。
例. 8-羟基喹啉-CHCl3对Al 3+ 的萃取
A l(H 2O )63++
N 3
O H
N Al+ H + 3+ H 2 6O
O3
亲水
2021/3/12
水合离子的正电 疏水 性被中和，亲水 的水分子被疏水 有机大分子取代
溶于CHCl3
8-羟基喹啉 萃取剂
CHCl3
溶剂
(1)分配系数
有机溶剂从水相中萃取溶质A，若A在两相 中的存在形态相同，平衡时，在有机相的浓度
解:一次萃取
m 12(0 4 32 2 0 02)00.45 m 4g
E2 00.451 40 % 09.7% 20
2021/3/12
两次萃取 m 22(0 4 3 1 2 0 02)0 20.03m 9g 5 E % 2 0 0.03 1 90 % 5 09.8 9 % 20
上例结果说明，用同样数量的萃取液， 分多次萃取比一次萃取的效率高。
此法。
溶液吸收法
固体吸收剂阻留法
滤纸滤膜阻留法
冷阱收集法
2021/3/12
3. 采样装置 基本组成
收集器 流量计 采样动力
（二）水
见书 p10
2021/3/12
（三）食品
检测项目
营养成分 功效成分 鲜度 添加剂 污染物
随机取样 取样方法 系统取样
指定代表性样品
2021/3/12
小龙虾致肌溶解
肌溶解(rhabdomyolysis)是当肌肉受 伤时，肌肉中的一种叫做肌球素 (Myoglobin) 的 蛋 白 质 被 释 放 出 来 ， 进 入 血液循环系统。这种蛋白质在肾脏会被过 滤，并可能被分解成有毒物质，危害肾脏 ，这可能就是为啥我们会看到酱油尿。
2021/3/12
2.样品处理的要求 ① 必须使样品分解完全，回收率足够高 ② 不能引入干扰测定的物质和待测物质 ③ 方法简单易行，速度快
二、样品溶液的制备方法
1.溶解法
2021/3/12
水溶法 酸浸出法 碱浸出法 有机溶剂浸出法
2.分解法
高温灰化法（450-550℃）
干灰化法 低温灰化法（高频等离子 体技术)