三、SPME装置及萃取步骤方法
该装置类似微量注射器， 由手柄和萃取头（纤维头）两 部分组成。萃取头是一根长约 1cm、涂有不同固定相涂层的 溶融石英纤维，石英纤维一端 连接不锈钢内芯，外套细的不 绣钢针管（以保护石英纤维不 被折断）。手柄用于安装和固 定萃取头，通过手柄的推动， 萃取头可以伸出不锈钢管。
• 固定液涂渍在一根熔融石英(或其他材料)细丝表面 构成萃取头
• 内部涂有固定相的细管或毛细管，这种设备称为 管内SPME(in-tube SPME）
四、SPME的影响因素
涂层
SPME萃取过程依赖于分析物在涂层和样品两相中的分配 系数，因此萃取的选择性取决于涂层材料的特性，故涂层材料 是SPME技术的核心。
二、SPME的原理
固相微萃取法（SPME）的原理与固相萃取不同，固相微 萃取不是将待测物全部萃取出来，其原理是建立在待测物在固 定相和水相之间达成的平衡分配基础上。
设固定相所吸附的待测物的量为WS，因待测物总量在萃取 前后不变 ，固得到：
C0•V2=C1 •V1+C2 •V2
（1）
式中， C0是待测物在水样中的原始浓度； C1 、 C2分别为 待测物达到平衡后在固定相和水相中的浓度； V1 、 V2分别为 固定相液膜和水样的体积。
• 挥发性强的化合物在较短时间内即可达到分配平 衡，而挥发性弱的待测物质则需要相对较长的平 衡时间。
四、SPME的影响因素
搅拌强度
• 增加传质速率,提高吸附萃取速度,缩短达到平衡的 时间
• 磁力搅拌，高速匀浆，超声波。采取超声振动就 比电磁搅拌达到平衡的时间大大缩短
四、SPME的影响因素
盐效应
• 盐析手段(加NaCl或Na2SO4)可提高本体溶液的离子 强度,使极性有机待萃物(非离子)在吸附涂层中的K值 增加,提高萃取灵敏度
= WS • V2/（ C0 • V2 • V1 – C1 V1 2）
（3）
由于V1«V2，式3中C1 • V1 2可忽略，整理后得：
WS =K • C0 • V1
（4）
二、SPME的原理
由式（4）： WS =K • C0 • V1 ，可知WS与C0呈线性关系，并 与K和呈正比。决定K值的主要因素是萃取头固定相的类型，因 此，对某一种或某一类化合物来说选择一个特异的萃取固定相 十分重要。萃取头固定液膜越厚， WS越大。由于萃取物全部进 入色谱柱，一个微小的固定液体积即可满足分析要求。通常液 膜厚度为5-100um，这一已比一般毛细管柱的液膜厚度（0.21um）厚得多。
• 1989年；Pawliszyn • Supelco1993年推出了商品化的SPME装置 • 1995年Pawliszyn等；空气中苯系物分析；SPME在气相
色谱中快速进样装置； 萃取丝内用CO2冷却装置 • 1997年Pawliszyn等；测定病人呼吸气中一些成分的
SPME萃取装置 • 2001年Pawliszyn等；便携式SPME装置 • 2004年Pawliszyn等；加装聚四氟乙烯密封盖的便携式现
二、SPME的原理
吸附达到平衡时，待测物在固定相与水样间的分配系数K 有如下关系：
K= C1 / C2
（2）
平衡时固相吸附待测物的量WS= C1 •V1，固C1 = WS / V1
由式（1）得： C2= （ C0 • V2– C1 • V1 ） / V2
将C1、 C2代入式（2）并整理后得：
K= WS • V2/[V1• （ C0 • V2 – C1 • V1 ） ]
溶液pH值
• 对不同酸离解常数的有机弱酸碱选择性萃取。溶液 酸度应该使待萃物呈非聚合单分子游离态,使涂层与 本体溶液争夺待萃物的平衡过程极大的偏向吸附涂 层
四、SPME的影响因素
衍生化
• 减小酚、脂肪酸等极性化合物的极性，提高挥发 性，增强被固定相吸附的能力。
• S装置 • 2007年；96个SPME微阱盘自动化进样装置
二、SPME的原理
以熔融石英光导纤维或其它材料为基体支持物，采 取“相似相溶”的特点，在其表面涂渍不同性质的高分 子固定相薄层，通过直接或顶空方式，对待测物进行提 取、富集、进样和解析。
然后将富集了待测物的纤维直接转移到仪器(一般是 GC，或HPLC)中，通过一定的方式解吸附(一般是热解 吸，或溶剂解吸)，然后进行分离分析。
三、SPME装置及萃取步骤方法
萃取步骤
SPME方法是通过萃取头上的固定相涂层对样品中的待测物进行萃 取和预富集。SPME操作包括三个步骤：A涂有固定相的萃取头插 入样品或位于样品上方；B待测物在固定相涂层与样品间进行分配 直至平衡；C将萃取头插入分析仪器的进样口，通过一定的方式解 析后进行分离分析。
四、SPME的影响因素
萃取温度
• 温度是直接影响分配系数的重要参数 • 升高温度会促进挥发性化合物到达顶空及萃取纤
维表面，然而SPME表面吸附过程一般为放热反应， 低温适合于反应进行
四、SPME的影响因素
萃取时间
• 不同的待测物达到动态平衡的时间长短,取决于物 质的传递速率和待测物本身的性质、萃取纤维的 种类等因素。
三、SPME装置及萃取步骤方法
萃取方法
• 直接法（Di-SPME） 适合于气体基质或干净的 水基质
• 顶空法（HS-SPME） 适合于任何基质，尤其是直接SPME无法处理的脏水、油脂、血液、
污泥、土壤等 • 膜保护法（membrane-protected-SPME）
通过一个选择性的高分子材料膜将试 样与萃取头分离，以实现间接萃取，膜的 作用是保护萃取头使其不被基质污染， 同时提高萃取的选择性。 • 衍生化法（derivatization SPME） • 冷SPME法（cooled SPME）
一、概述
与固相萃取技术相比其特点：
固相微萃取操作更筒单、 携带更方便、操作费用也更 加低廉，另外克服了固相萃 取回收率低、吸附剂孔道易 堵塞的缺点，因此成为目前 所采用的试样预处理中应用 最为广泛的方法之一。SPME 已开始应用于分析水、土壤、 空气等环境样品的分析。
一、概述
固相微萃取(solid phase microextraction）