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实验分析仪器--液质联用样品的预处理

2022.1.25

样品预处理在整个分析过程中占有重要的地位，由于样品的预处理方法和操作所引入的误差可能要占整个误差的一半以上，无疑这关系到分析结果的精密度和正确度。随着HPLC/MS技术的发展，无论在检测灵敏度、分析通量、精密度及可靠性等方面目前都达到相当的水平，作为影响分析工作进程的瓶颈，如分析速度、净化成效等就受制于样品预处理。

实际上预处理应包括三部分，即萃取、净化以及浓缩。还应包括为满足HP LC/MS分析的要求而作的试样制备。某些预处理可能实现其中的一个过程，所以只能看作为单元操作，而在某些方法中能实现两个过程，甚至自动化的方式实现三个过程。

一、溶剂萃取

溶剂萃取，常用的为液-液萃取和固-液萃取，是有机物预处理的经典方法。它以操作简便、有效、处理能力大而为人们所熟悉。液-液萃取是利用溶质在两种互不相溶的液相中有不同的分配而达到分离。萃取溶剂的选择是根据相似相溶的法则，当然还应当考虑的是使用的溶剂是否适用于下一步的HPLC/MS分析。有人把此称为一体化设计，即指萃取、净化和HPLC/MS分析的一体化，当萃取溶剂的洗脱强度高于流动相，则会明显影响峰形，恶化色谱的分辨率，继而波及质谱峰面积测量的精密度。解决的办法或者是在萃取后更换溶剂，或者更换柱形。对于极刑强或者亲水性目标物，推荐使用亲水作用色谱柱会有好的效果。

液-固萃取也是一种首选的、简单有效的提取方法。除了常温下操作外，还可以加热操作，这就是索氏提取法。索氏提取法可以实现半自动操作，对固体中的目标物进行大量的提取。方法的优点是可以有效提取，但缺点是需要较多的样品量、萃取时间长，且使用的溶剂量也比较多。由于目标物时间经常受热应力，对热稳定性差的样品并不适用。当然对于热稳定性好的样品，索氏提取还是不错的选择。

为达到尽可能多的萃取效果，随之而来的其他可溶性物质也与目标物一起被萃取。因此无论是液-液萃取或是液固萃取更多地是以提取目标物为主、净化为辅，也就是说，随后需要进行净化。单从净化的角度来看，液-液萃取要比液一固萃取好一些。有时将目标物反提到干净的水相中可以达到净化的效果。当然在不影响目标物萃取率的前提下，选择不同的溶剂，以尽可能减少共提物，这对于液液萃取或液固萃取来说都应当考虑。

二、快速溶剂萃取

也许是受到超临界流体萃取的启发，使用高温和高压增加物质的溶解度、降低溶剂的黏度将有利于溶剂分子在基质中的扩散，降低基质对溶质的作用，加快溶质在基质中的释放，由此提高萃取的效率。这样，大大地缩短了萃取的时间，减少萃取溶剂的用量，并保持了高的回收率。据称快速溶剂萃取与索氏提取法、超声萃取相比，可以把萃取时间从小时计缩短到20min以内，与使用的溶剂相比，从数百毫升降至50mL以内。

由泵、钢瓶、加热炉、萃取池以及收集瓶构成了快速溶剂萃取的自动化装置一.将准备好的样品装入萃取池中，放入传送装置并将该萃取池传送至加热炉位置。举取池在一定压力下自动密封。泵入溶剂至池中然后加热﹙温度范围可达200℃﹚，加压﹙压力范围可达3000s，这是戴安公司AES-200的工作参数﹚，静态萃取﹙一般为5l5min﹚，萃取结束后加压过滤、收集萃取液。通过泵压用溶剂淋洗萃取池并由氮气吹干以便接纳下一个样品。

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图一 Dionex快速溶剂萃取的自动化装置简图

三、超临界萃取

1、超临界流体

与通常的液-液、液-固萃取相同，超临界萃取﹙SFE﹚ 也是一种二相之间的萃取，不过只是使用了超临界流体。当温度和压力超过一个物质的临界点时，该物质处于一种既非液态又非气态的超临界状态，此时称为超临界流体，用它来萃取样品即为超临界流体萃取。图1-46可见人们常说的物质三态，即图中的液态区、固态区，以及在它们下方的气态区。此外，图中高于临界温度和临界压力而接近临界点的那个区域就是超临界流体区。

2、SFE的优点

超临界流体具有气体的低黏度和液体的高密度性质，也就是说它的密度如同液体因而溶质的相互作用很强，它又具有气体的低黏度、高扩散性，因而在样品中有很强的渗透能力。这样，与通常的萃取法相比，SFE获得了快的萃取速率和高的溶解能力的优点。SFE还具有在萃取结束后易与被萃取出来的溶质相分离的优点。释放压力后萃取剂变为气态而溶质则以液体和固体的形式被收集。从这个角度说，SFE属于无溶剂萃取。SFE的压力对溶质的溶解能力有较大的影响。依赖压力的变化，可以对被萃取物的不同组分按流体中的溶解度大小先后被萃取。所以，在程序升压的条件下可以实现组分的分离萃取，这也是SFE的优点

四、薄层色谱、柱色谱

以吸附、分配和离子交换为机理的许多色谐技术已应用于样品的预处理，其中博压包谱、柱色谱为常用方法。在净化或制备时应当注意下述几个方面：如使用薄层色谐或柱色请应事先用展开剂和乙醉依次在薄层板上展开，或者用淋洗剂、洗脱剂等淋洗柱，以去徐杂质：所有的溶剂使用分析纯的纯度，以避免溶剂中杂质的干扰：避免使用高佛点或难祥发的溶剂作展开剂、淋洗剂或洗脱剂；减少淋洗或洗脱用的溶剂体积，因为浓缩时杂质的富集量增大，且增加工作量。

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周锦帆