固相微萃取-荧光测试
几种萃取方法比较
项目
SPE
Soxhlet SPME UE
SFE MAE PLE
介质
液体
固体
样品量/g 几十到几百 5~30
液体/固 体
2~50
固体 2~30
固体 固体 固体 1~10 2~50 <30
萃取时间/h 溶剂量/ml 萃取方式 自动化程度
0.5~2
1~10 真空
高
6~24
挥发和蒸发浓缩法 蒸馏浓缩法 液-液萃取法 吸附分离法 化学衍生法
样品中有机物萃取技术
液-液萃取法 一滴溶剂萃取 固相萃取法 固相微萃取法
针对 水样品
固-液萃取法 索式萃取法 摇床振荡萃取法 超声萃取法 超临界流体萃取法 微波萃取法
针对固 体样品
样品分离与富集
为了选择与评价分离、富集技术，常涉及下面两个 概念： 回收因数（RT） 指样品中目标组分在分离、富集 过程中回收的完全程度。即：
RT QT QT0
痕量回收：RT<100%; 浓度越低则损失对分析结果的影响越大。
无机痕量分析: RT>90%。
富集倍数（F）或与浓缩系数 定义为欲分离或 富集组分的回收率与基体的回收率之比，即：
F QT / QM
QT0
/
Q0
M RM
RT / RM
式中，QM0 和 QM 分别为富集前、后基体的量； RM 为基体的回收率。
固相微萃取(SPME)手柄
状似一只色谱注射器，由手 柄(Holder)和萃取头或纤维 头(Fiber)两部分构成。
萃取头是一根外套不锈钢细 管的1cm长、涂有不同色谱固 定相或吸附剂的熔融石英纤 维头，纤维头在不锈钢管内 可自由伸缩，用于萃取、吸 附样品；
手柄用于安装或固定萃取头， 可永久使用。
应用举例——七种硝基苯类化合物
Analyte
Nitrobenze ne
o-MNT m-MNT p-MNT m-NCB p-NCB o-NCB
Spiked level (μg/L)
Tap water
Mean recovery
(%)
4.0
102.8
4.0
101.4
4.0
101.7
4.0
101.2
0.40
104.1
0.40
104.7
0.40
102.9
RSD (%)
5.4
7.9 4.7 4.9 4.6 4.3 3.1
Waste water
Spiked level (μg/L)
Mean recovery
(%)
RSD (%)
8.0
97.0
5.8
8.0
95.7
3.3
8.0
93.9
7.9
8.0
92.5
7.1
0.80
气/液相色谱法：
有机氯、有机磷及有机汞等 农药的测定。
高速离心机
固体样品预处理
索氏萃取法(Soxhlet) 振荡器法 超声萃取法 微波萃取法
样品净化（膜或硅胶净化）
试验方法
样品抽提萃取 浓缩 硅胶柱净化 GC-MS测样
12cm中型硅胶
6cm氧化铝 脱脂棉
硅胶 氧化铝柱
150~300 加热 很低
0.2~2
0 分配 低-高
0.5~1 0.5~1 0.5 0.2
50~3000 10~20 20~50 25
超声 很低
低-高
温度+压力 中等
建方法时间 中等
短
中等
短
长
操作者要求 中等
低
中等
低
高
中等
仪器价格
低
很低
低
很低
高
中等
溶剂微萃取新方法
(20世纪90年代)
一滴溶剂微萃取方法（Single-drop Microextraction，SDME） 取一支10μL微量注射器，准确吸入一定 量的萃取剂，垂直插入盛有水样的样品瓶中， 使针尖完全浸入水样，将微量注射器内的萃取 剂推出,使其悬挂在注射器的针尖头，打开磁 力搅拌器并调至一定的搅拌速度，萃取一定时 间后，再将萃取剂全部吸入注射器内，然后将 其注入气相色谱分析。
。。。。。。
固相萃取步骤
确定吸附剂类型及用量： 目标物性质和浓度估计
萃取柱条件化：用适量溶剂进行吸附剂的活 化，再用去离子水进行柱条件化；
通过水样：流速控制在2-5ml/min 萃取柱纯化：洗脱某些非目标物 萃取物洗脱：1~5ml的洗脱液，待后续分析。
不同吸附剂吸附容量比较
a. C18 吸附剂
吹扫捕集
预处理方法
顶空
预处理 液液萃取
固相萃取 固相微萃取
VOCs
卤代烷烃、卤代烯烃 苯系物
SVOCs
多氯联苯、多环芳烃 有机氯农药、POPs
固相萃取（SPE）
固相萃取法是利用疏水性的固体来分离和富集水溶液中 的有机物的方法，实质上是一种液相色谱分离，所用的吸附 剂也与液相色谱常用的固定相相同，只是在粒度上有所区别。 自70年代问世以来，其全球需求量迅速增长。
固相萃取小柱类别
硅胶填料：40μm颗粒，60μm孔径 Florisil 填料：硅酸镁，80/120目 树脂填料：80-160μm 球型颗粒 石墨碳填料：无键合相，网眼颗粒
ENVI-18 DSK 膜片应用
US EPA方法： 506 酞酸酯 525.1 半挥发性有机物 549.1 百草枯和敌草快 550.1 多环芳香烃
一定pH的 水溶液
甲醇/水溶 液
非极性～ 相当极性 极性化合物 极性化合物
阴阳离子型有 机物
特定污染物
环境分析中应用
氨基偶氮苯，多氯苯酚类，多氯 联苯类，芳烃类，多环芳烃类， 有机磷和有机氯农药类，烷基苯 类，邻苯二甲酸脂类，多氯苯胺 类，非极性除草剂，脂肪酸类， 苯磺酰脲类，苯氧酸类）
极性大或中等 极性小或中等
非极性先出来 降低洗脱时间
极性小或中等（C18柱） 极性大或中等
极性强先出来 增加洗脱时间（即加水）
键合色谱固定相表面结构
化学键合固定相
目前应用最广、性能最佳的固定相。稳定，耐水、耐 光、耐有机溶剂，应用最广。
硅氧碳键型： ≡Si—O—C 硅氧硅碳键型：≡Si—O—Si — C 硅碳键型： ≡Si—C 硅氮键型： ≡Si—N
固相萃取膜片
ENVI-18 DSK 膜片( C18键合相)： 含有表面改良硅的多孔玻璃纤维基体，可用于从
大量水中（至少1L）萃取有机污染物，如PAHs、PCBs、 杀虫剂、除草剂、酞酸酯等。
玻璃纤维基体优势：可以实现高流速，同时又能 减少微粒堵塞。
ENVI-Disk基体厚而硬，可以捕获流经它的各种微粒。 与之相比，聚四氟乙烯薄膜片薄、软、易于起皱，而 且如果样品含有微粒，易于堵塞。
吹扫捕集-GC联用技术
—挥发性有机物
吹扫捕集解吸和放空
Trap 吸附原理
Semivolatile
volatile
Freon-12
Tenax
Silica Gel Charcoal
Sample gas
vent
Tenax：poly(2,6-diphenyl-p-phenylene oxide ，聚2,6-二苯基对苯醚
顶空萃取技术原理
--挥发性有机物
SPE-HPLC在线分析系统（样品预处理-色谱分析）
固体环境样品中有机物提取方法 —以土壤样品为例
土样的风干 风干后的土壤含水率一般 <5%。
磨碎和过筛 1927年国际土壤学会规定通过2 mm孔径的土壤用作
物理分析，通过1 mm或0.5 mm孔径的土壤用作化学分析。 筛网规格有两种表达方法
醇类，硝基苯酚类，相当大极性 的除草剂，碳水化合物，有机酸 醇，醛，胺，除草剂，杀虫剂， 有机酸，苯酚类，类固醇类
苯酚，次氮基三乙酸，苯胺和极 性衍生物，邻笨二甲酸类
多环芳烃，多氯联苯，有机磷、 有机氯农药类及染料等
固相萃取剂正相色谱与反相色谱的区别
正相
反相
固定相极性 溶剂极性 样本洗脱次序 增加溶剂极性
SPE不同类型吸附剂及相关应用
吸附剂
键合硅胶 C18、C8
多孔苯乙烯— 二乙烯基苯共 聚物 多孔石墨碳 丙胺键合硅胶 硅酸镁
离子交换树脂
抗体键合吸附 剂
分离机理
反相
反相 反相 正相 正相 离子交换 免疫亲和 反应
洗脱溶剂 分析物的性质
有机溶剂
非极性～ 弱极性
非极性～ 有机溶剂 中等极性
有机溶剂 有机溶剂 有机溶剂
95.5
5.8
0.80
96.3
4.4
0.80
93.6
5.8
SDME萃取条件的优化
萃取剂的种类和用量：甲苯等非极性溶剂， (0.2~10.0μl)
搅拌速度：50、100、200、300、500、800 r/min 萃取时间：5~60 min 酸度：pH 2~8 离子强度：考察不同浓度的NaCl对萃取效率的影响 萃取温度：温度能加速扩散作用，影响目标物在水
功能
用于样品分析前的净化或浓缩富集，能用于气相色谱、 液相色谱、红外光谱、质谱、核磁、紫外和原子吸收等 各种分析方法的样品预处理。
特点
与传统的液-液萃取相比，由于其采用了高效、高选 择性的固定相，能显著减少溶剂用量，简化样品预处理 过程，同时所需费用也有所减少（固相萃取所需时间为 液－液萃取的1/12，费用为液液分配的1/5）。
以筛网孔径尺寸表示，如孔径为2 mm、1 mm的筛网； 另一种是以每英寸长度上的孔数来表示，如每英寸长度 上有80个孔即称为80目，100目的筛网则说明在每英寸 长度上有100个孔。