【转载】【分享帖】固相微萃取SPME技术及应用

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• ssonglikihi (2014-7-23 16:47:24)

  欢迎大家关注本期Sigma-Aldrich公司固相微萃取SPME技术及应用的网络讲座。Sigma-Aldrich旗下分析品牌Supelco是专业生产色谱耗材的公司，具有近50年的历史，自SPME技术发明以来，一直不断研发创新SPME固相微萃取产品。
  
  本期讲座不仅面对初遇固相微萃取的分析者，也面向资深用户，希望起到拾遗补漏、温故知新的作用。也希望本次讲座给大家的分析工作带来帮助，方便各位解决平时遇到的一些问题。

• ssonglikihi (2014-7-23 16:47:54)

  本次讲座将分如下几个方面进行介绍。首先是SPME简介及原理。

  
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• ssonglikihi (2014-7-23 16:48:20)

  SPME技术直接以顶空方式或浸入式从样品中萃取采集挥发、半挥发和非挥发性的化合物的样品前处理技术。
  SPME特点：简单、快速、灵敏、集采样、萃取、浓缩、进样于一体。
  SPME优点如下：
  -        简单：没有溶剂的介入，操作异常方便
  -        快速：与传统样品预处理技术相比可节省大量操作时间
  -        经济：无溶剂、注射器成本，每个萃取头可以反复使用50次以上（最多时可达200次以上）
  -        灵敏：满足定性与定量的需要
  -        环保：无需任何溶剂，使操作人员的工作环境得以改善，同时减少实验室的废液排放量
  -        适用性：可随身携带、现场采样，可在任何型号的GC或HPLC仪器上进样
  
  分析物在样品基质中、样品上方顶空处，以及SPME 固定相膜中达到平衡状态。然后，将吸附有分析物的SPME萃取头，直接放入气相色谱仪进样口，通过加热将分析物从萃取头上热解吸下来随载气进入气相毛细管色谱柱分离分析；或与HPLC 接口相接后，通过流动相将分析物从萃取头上洗脱下来带入液相色谱柱分离分析。

  
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• ssonglikihi (2014-7-23 16:48:39)

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• ssonglikihi (2014-7-23 16:49:13)

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• ssonglikihi (2014-7-23 16:49:30)

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• ssonglikihi (2014-7-23 16:49:53)

  SPME 由手柄（holder）和萃取头（fiber）两部分构成，状似改装后的色谱注射器。使用的时候，手柄和萃取头两者缺一不可。

  
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• ssonglikihi (2014-7-23 16:50:35)

  萃取头是一根涂布了一定厚度的色谱固定相膜或吸附剂膜的熔融石英纤维，接不锈钢丝，外套中空细不锈钢针管（用于保护纤维头，及采样或进样时穿刺隔垫），纤维头可在针管内伸缩。彩色螺旋头的颜色代表SPME萃取头的不同涂层。手动进样用萃取头带有弹簧，用于手动进样手柄，若弹簧去除，也可用于自动进样手柄。自动进样用萃取头用于手动和自动进样手柄均可。

• ssonglikihi (2014-7-23 16:50:55)

  分析物在样品基质中、样品上方顶空处，以及SPME 固定相膜中达到平衡状态。

  
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• ssonglikihi (2014-7-23 16:51:14)

  分配系数Kfs值通常不会大到可以从样品中完全萃取分析物，所以固相微萃取（SPME)常被认为是平衡样品制备方法。
  若样品体积Vs非常大即Vs >> Vf ，n可认为近似等于KfsVfC0，即萃取相萃取的分析物的量n与样品体积Vs无关。这个特征使得固相微萃取（SPME)特别适合于野外采样和分析。因为简单地暴露萃取头在空气中或浸入萃取水在湖泊中、河中或井水中，就可以从萃取头得到准确的目标分析物信息。
  

  
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• ssonglikihi (2014-7-23 16:51:33)

  使用进样手柄时首先要缩回熔融石英丝（萃取头）到针管里，然后用针管刺穿封闭样品瓶的隔垫，向下移动推杆，暴露萃取头在样品中或在样品的顶空。萃取头上的固定相会吸附有机分析物。达到平衡通常需要2到30分钟。

  
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• ssonglikihi (2014-7-23 16:51:53)

  达到吸附平衡后就缩回萃取头到针筒里，并将针筒拔出样品瓶。最后把进样手柄插入气相色谱的进样器，已吸附的分析物被加热脱附进入气相色谱柱，或将进样手柄插入固相微萃取/液相色谱（SPME/HPLC）的接口。
  
  

  
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• ssonglikihi (2014-7-23 16:52:15)

  第二部分SPME萃取头

  
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• ssonglikihi (2014-7-23 16:52:35)

  萃取头的针有24Ga（外径0.57mm）和23Ga（外径0.64mm）两个种类供选择。与GC通常情况下使用的微升针26Ga相比，SPME的针要粗很多。
  
  萃取头芯有三种，最先推出的是熔融石英芯，其次是StableFlex 芯，在熔融石英上涂薄层高分子物质令其具有弹性。这令固定相涂层与StableFlex芯连接更紧密，萃取头也更耐用不容易损坏。金属材质萃取头是新产品，稍后会进行详细介绍。

  
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• ssonglikihi (2014-7-23 16:53:03)

  吸附剂萃取头中PDMS作为粘合剂使用。所有吸附剂型萃取头除熔融石英外均有StableFlex 芯萃取头。

  
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• ssonglikihi (2014-7-23 16:54:47)

  
  对于不同浓度的分析物样品，在选择萃取头时请注意同样膜厚的萃取头：
  吸附型萃取头的吸附容量要比吸收型的小，需对所分析的每个分析物的线性范围做测定；吸收型萃取头更适合于分析具有不同浓度范围的复杂样品。

  
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• ssonglikihi (2014-7-23 16:55:10)

  以Carboxen/DVB为例讲述萃取头复合涂层切面图。Carboxen/DVB萃取头使得DVB能捕集更大的分析物而小分子通过DVB为Carboxen层所保留。这大大扩展了分析物的范围，采用此萃取头就可以进行痕量水平萃取。

  
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• ssonglikihi (2014-7-23 16:55:43)

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• u234 (2014-7-23 16:56:16)

  如果我是要吸附水溶性很强的酸性物质（如柠檬酸）该选择什么吸附剂呢？

• ssonglikihi (2014-7-23 16:56:57)

  当将SPME萃取头置于GC进样口进行老化时，需确保打开分流口以降低老化时产生的杂质进入色谱柱。请在萃取头老化后将色谱柱走一次程序升温以赶去有可能进入色谱柱的污染物。使用后污染，可重复上述老化过程以清除污染物。如果这样仍不能清除残留在SPME萃取头上的污染物，可以尝试溶剂清洗方法。请确保进样口配有合适的衬管，最好能够使用SPME专用衬管，该衬管具有更窄的内径（在0.75mm内径和1mm内径之间）。注意请勿将SPME萃取头插入一个带玻璃棉的衬管中，如果萃取头一旦触碰到了玻璃棉，将导致萃取头损坏。
  
  当SPME与LC联用时萃取头老化方法如下：
  不同溶剂对于SPME萃取头的作用是不同的。最好采用即将使用的流动相或溶剂对萃取头进行老化。参考SPME/HPLC接口说明，将萃取头暴露在接口中。将阀门从LOAD位置旋至INJECT位置，允许流动相通过接口（动态模式）。如果使用梯度溶剂，在整个循环中运行梯度。萃取头老化至少要30min 。如果萃取头在与实际使用的流动相不同的溶剂中脱附，将阀门切换至LOAD位置，将阀脱附腔用溶剂填满，允许萃取头浸在溶剂中（静态），至少15min。将阀门切至INJECT模式，确认背景值，通过运行整个过程，监测基线。如果背景不是十分干净，可能需要进一步的老化，但是清洗时间通常取决于检测器的类型和灵敏度。
  

  
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