医生知道有很多样品制备技术用于GC和高效液相色谱法。然而,这些方法可能造成一些固有的缺点;他们需要大量的有机溶剂,可以耗费时间和它们涉及多步过程存在的风险分析物的损失……还有萃取——一个简单、廉价的和经常被遗忘的技术。刷新你的样品准备和萃取和改善你的分析工具。
介绍
固相micro-extraction,少溶剂样品制备技术引入Belardi en Pawliszyn 1989年[1]。在萃取,一个易于使用的设备包含一个涂覆光纤集中动荡和挥发性有机物从矩阵中提取目标分析物在一个步骤。
简单的萃取
萃取包括两个过程:
- 分区之间的分析物涂层和示例
- 解吸集中分析物的分析仪器
第一个过程可以用下图:
| 时间 | t0 | t1 | t2 | t3 | t4 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 持续时间 | 0 | 0 | 15 - 30分钟 | 0 | 0 | |||
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| 开始 | 皮尔斯隔 样品瓶 |
延长纤维 和孵化 |
收缩纤维 从样本 |
收缩纤维支架 从样品瓶 |
图1:Direct-Extraction萃取过程
萃取方法包括萃取设备插入样本矩阵和推动柱塞暴露的纤维样品。目标分析物的转移矩阵的涂层纤维。在达到平衡态纤维收回到针和从样本容器中删除。纤维的提取和集中分析物现在可以放入解吸的工具(GC注射器或高效液相色谱解吸装置),其次是分析物的分离和定量。
在解吸过程中分析物的聚合阶段是清洗,因此,准备重用。纤维可以重用50倍。
除了direct-extraction延伸到纤维的液体样品,萃取也可以用于顶部空间模式,在纤维暴露在上方的气体样本[3]。
直接注射用于气体和相对干净的样品。顶部空间方法适用于更复杂的样品含有油,油脂,甚至固体,当分析物不稳定。顶部空间模式的优点是清洁提取,增加速度和纤维寿命更长。
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| 直接提取 | 顶部空间抽样 |
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图2:Direct-Extraction和顶空取样
平衡
纤维后直接暴露在样品分析物开始吸附到纤维涂层。平衡时间后被分析物的浓度比例的纤维和样品已经达到稳定平衡状态。这可以从30秒到15 - 30分钟。当达到平衡时,纤维的吸附和解吸的过程是不断被分析物的浓度并不是改变随着时间的推移(图3)。
图3:分析物提取曲线
采样期间曝光时间的变化也会导致纤维分析物浓度的变化,直到达到平衡。当达到平衡时一个小变化在萃取时间导致小或没有变化的分析物吸附。
提取时间如果没有达到平衡是至关重要的。在预平衡阶段,分析物提取曲线左边区域图,提取时间的一个小改变将导致一个大的变化的分析物吸附,
(Δc /Δt)预平衡»(Δc /Δt)平衡。
期间,Δt,浓度变化,Δc,预平衡阶段大于平衡阶段(图3)。在平衡阶段Δc /Δt = 0。
控制提取时间是至关重要的,当工作预平衡时期;秒表时间需要每个精确提取。
因为提取时间是一个非常重要的参数,应该尽可能短,重要的是要知道参数影响提取时间。
化合物的大小,类型的纤维涂料,直接或顶部空间技术和样品浓度是其中的一些参数。由于扩散系数越高,气体样本提取时间低于液体样品。加快萃取时间一定程度的风潮可以像瓶运动使用,搅拌或声波降解法。
纤维的选择
图4:萃取纤维的组装
纤维是萃取的核心技术,可以被认为是一个很短的色谱柱翻了个底朝天。它有一个石英玻璃或金属芯涂料。这个涂层或阶段聚合物液体或固体吸附剂。通过改变相位改变纤维的选择性,可以调整,以适应应用程序。
涂料的类型不仅可以改变但也涂层的厚度。温度可以提高应用程序的敏感性不同。在许多情况下可选择几种纤维提取一个特定的分析物。
涂层厚度的纤维
样品中的分析物的数量也是一个参数影响纤维的选择。分析物提取的数量成正比的体积/数量的阶段。的厚涂层的电影可以从样本中提取更多的分析物。这意味着纤维涂层的厚度可以改变增加进一步的敏感性分析。
一般来说,纤维涂层的厚度会加倍加倍的质量分析物吸附在平衡阶段。另一方面,一个更厚的涂层也增加了平衡时间,如图5所示。薄涂料使用时所需的最小提取时间。时他们也使用更大的分析物需要提取。大的分析物吸附更缓慢,因为缓慢的迁移的纤维涂层。更薄的涂层可以保留大部分的这些分析物,更适合更大的分析物。一般来说,挥发性化合物需要厚涂层而挥发性需要薄涂层。
图5:涂层厚度对萃取的影响
良好的再现性的萃取吸附和解吸时间必须一致,才有可能达到最佳的准确性。
纤维的极性
不同类型的吸着剂提取不同组的分析物;因此,许多不同的纤维涂料开发。类似于选择一个分析GC列在“像溶解”,选择一个纤维基于特定目标分析物的选择性及其波动范围。
选择纤维涂层更有选择性的特定分析物增加灵敏度。例如,一个非极性涂层纤维保留碳氢化合物很好。如果使用更多的极性聚合物涂层更极组件可以在低浓度进行分析。
纤维涂层的亲和力为目标分析物萃取采样是至关重要的因为矩阵和纤维涂层竞争分析物。分析物具有高亲和力的纤维涂层不需要使用厚纤维涂料来实现良好的灵敏度。同时,缺乏亲和力的干扰化合物可以在纤维选择扮演一个角色。
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PDMS:聚二甲硅氧烷 DVB: Divinylbenzene-Styrene丙烯 聚乙二醇,聚乙二醇 |
图6:涂层选择性是基于组件波动和极性[2]
适用于分析物的质量范围
图7:纤维类型/分析物质量关系[2]
分析物的类和推荐的纤维
| 分析物的类 | 纤维类型 | 线性范围 |
|---|---|---|
| 酸(C2 - C8) | Carboxen / PDMS | 十亿分之10 - 1 ppm |
| 酸(C2 - C15) | 聚乙二醇/ DVB | 十亿分之50 - 50 ppm |
| 醇(C1 - C8) | Carboxen / PDMS | 十亿分之10 - 1 ppm |
| 醇(C1 - C18) | 聚乙二醇/ DVB | 十亿分之50 - 75 ppm |
| 聚(丙烯酸酯) | 100 - 100 ppm | |
| 醛(C2 - C8) | Carboxen / PDMS | 1磅- 500磅 |
| 醛(C3 - C14) | PDMS(100µm) | 十亿分之50 - 50 ppm |
| 胺 | PDMS / DVB | 十亿分之50 - 50 ppm |
| 安非他明 | PDMS(100µm) | 100 - 100 ppm |
| PDMS / DVB | 十亿分之50 - 50 ppm | |
| 芳香胺 | PDMS / DVB | 十亿分之5 - 1 ppm |
| 巴比妥酸盐 | PDMS / DVB | 500 - 100 ppm |
| 对二氨基联苯 | 聚乙二醇/ DVB | 5磅- 500磅 |
| 苯二氮平类药物 | PDMS / DVB | 100 - 30 ppm |
| 酯(C3 - C15) | PDMS(100µm) | 十亿分之5 - 10 ppm |
| 酯(C6 - C18) | PDMS(30µm) | 十亿分之5 - 1 ppm |
| 酯(C12 - C30) | PDMS(7µm) | 十亿分之5 - 1 ppm |
| 醚(C4 - C12) | Carboxen / PDMS | 1磅- 500磅 |
| 炸药(硝基芳香化合物) | PDMS / DVB | 1磅- 1 ppm |
| 碳氢化合物(C2 - C10) | Carboxen / PDMS | 十亿分之10 - 10 ppm |
| 碳氢化合物(C5 -甜) | 100年µm经前综合症 | 300 ppt - 1 ppm |
| 碳氢化合物(C10 - C30) | PDMS(30µm) | 100年ppt - 500磅 |
| 碳氢化合物(甜- C40 +) | PDMS(7µm) | 5磅- 500磅 |
| 酮(C3 - C9) | Carboxen / PDMS | 十亿分之5 - 1 ppm |
| 酮(C5 - C12) | PDMS(100µm) | 十亿分之5 - 10 ppm |
| 亚硝胺 | PDMS | 1磅- 200磅 |
| 多环芳烃 | PDMS(100µm) | 500 ppt - 1 ppm |
| PDMS(30µm) | 100年ppt - 500磅 | |
| PDMS(7µm) | 500年ppt - 500磅 | |
| 多氯联苯 | PDMS(30µm) | ppt 50 - 500磅 |
| 农药、氯化 | PDMS(100µm) | ppt 50 - 500磅 |
| PDMS(30µm) | 25磅到500磅 | |
| 农药、氮 | 聚(丙烯酸酯) | ppt 50 - 500磅 |
农药、磷 |
PDMS(100µm) | 100 ppt - 1 ppm |
| 聚(丙烯酸酯) | 100年ppt - 500磅 | |
| 酚类 | 聚(丙烯酸酯) | 5磅- 500磅 |
| 表面活性剂 | 聚乙二醇/ TPR | 1 ppm - 100 ppm |
| 硫磺气体 | Carboxen / PDMS | 十亿分之10 - 10 ppm |
| 萜烯 | PDMS(100µm) | 十亿分之1 - 10 ppm |
| 挥发性有机物 | Carboxen / PDMS | 100年ppt - 500磅 |
| PDMS(100µm) | 十亿分之20 - 50 ppm | |
| PDMS(30µm) | 100 - 50 ppm |
表1:分析物类,建议纤维和提取[2]的线性范围
温度效应和敏感
除了选择合适的涂料和涂层厚度,样品温度也是一个重要的参数优化方法的敏感性。
一般来说,增加样品的温度将增加的敏感性更高的沸点,但低沸点的敏感性降低。温度也会影响平衡在提取;提高温度会降低平衡稳定时间。请注意,温度变化在提取步骤可能导致不可复制的结果。
仪器的言论
样品含有挥发性或挥发性有机化合物可以提取使用固体样品的顶部空间方法或纤维沉浸于液体或气体样品。
从样本容器纤维后收回,集中分析物可以被转移到气相色谱仪和热眠喷射器,其次是分离和定量。
样本包含低波动性的化合物可以通过纤维设计用于提取和高效液相色谱法可以直接眠萃取/高效液相色谱接口或使用一个解吸溶剂,可以使用传统注射器注射或自动取样器。
结论
萃取:
- 是一个独特的样品制备技术,消除了大多数其他现有的提取技术的缺点。
- 分离矩阵的目标分析物和集中挥发性和挥发性有机物提取步骤。
- 是一个易于使用的技术,不需要溶剂,不耗费时间。
- 可以用手动注射或作为HPLC和GC自动取样器的应用程序。
引用
- j . Pawliszyn;萃取研究小组、化学系、加拿大滑铁卢大学(www.spme.uwaterloo.ca)。
- s . a . Scheppers Wercinski (Ed);“固相微萃取,实用指南”;马塞尔·德克,纽约(1999),ISBN-13:9780824770587。
- >,j . Pawliszyn;顶空固相微萃取,肛交。化学。65 (1993)1843 - 1852。
- z, m·j·杨,j . Pawliszyn;“固相微萃取,样品制备的无溶剂替代”;肛交。化学,66 (1994)844 - 853。