仪器分析样品前处理方法大汇总
仪器分析样品前处理是一个复杂且重要的步骤,其目的是为了提取目标化合物,并去除干扰检测的杂质,以确保结果的准确性。以下是对仪器分析样品前处理方法的详细汇总:
一、常见样品前处理方法
消解法
湿式消解法:包括硝酸消解法(适用于较清的水溶液样品)、硝酸-高氯酸消解法(消解含难氧化有机物的样品)、硝酸-硫酸消解法(硝酸与硫酸的比例为5:2,常加入少量过氧化氢)、硫酸-磷酸消解法(有利于测定时消除Fe³⁺等离子的干扰)、硫酸-高锰酸钾消解法(常用于测定汞的水溶液样品)、硝酸-过氧化氢消解法(用于消解生物制品测定氮、磷、钾、硼、砷、氟等元素)、多元消解方法(需采用三元以上酸或氧化剂消解体系)。
干灰化法(高温分解法):不使用或使用少量化学试剂,可处理较大称量的样品,有利于提高测定微量元素的准确度。灰化温度一般为450~550℃,不宜处理测定易挥发组分的样品,灰化所用时间较长。根据样品种类和待测组分的性质不同,选用不同材料的坩埚和灰化温度,常用的有石英、铂、银、镍、铁、瓷、聚四氟乙烯等。
常规前处理方法
振荡提取法:适用于蔬菜、水果、粮食等样品。
组织捣碎提取:用于从动植物组织中提取有机污染物。
索氏提取:常用于提取生物及土壤样品中的农药、石油类、苯肼芘等有机污染物质。
提取方法:
挥发和蒸发浓缩:利用某些组分挥发度大或将欲测组分转变成易挥发物质,然后用惰性气体带出而达到分离的目的。蒸发浓缩是指在电热板上或水浴中加热水样,使水分缓慢蒸发,达到缩小水样体积、浓缩欲测组分的目的。
蒸馏法:利用水样各组分具有不同的沸点而使其彼此分离。测定水样中的挥发酚、氰化物、氟化物时,均需先在酸性介质中进行预蒸馏分离。蒸馏具有消解、富集和分离三种作用。
离子交换法:利用离子交换剂与溶液中的离子发生交换反应进行分离。离子交换剂可分为无机离子交换剂和有机离子交换剂(离子交换树脂)。
共沉淀法:溶液中一种难溶化合物在形成沉淀的过程中,将共存的某些痕量组分一起载带出来的现象。共沉淀的原理基于表面吸附、形成混晶、异电核胶态物质相互作用及包藏等。利用吸附作用的共沉淀分离常用载体有Fe(OH)₃、Al(OH)₃、Mn(OH)₂及硫化物等。
吸附法:利用多孔性的固体吸附剂将水样中一种或数种组分吸附于表面,达到分离的目的。常用的吸附剂有活性炭、氧化铝、分子筛、大网状树脂等。被吸附富集于吸附剂表面的污染组分,可用有机溶剂或加热解吸出来供测定。
层析法:分为柱层析法、薄层层析法、纸层析法等,吸附剂分为无机吸附剂和有机吸附剂。
磺化法和皂化法:磺化法利用提取液中的脂肪、蜡质等干扰物质能与浓硫酸发生磺化反应,生成极性很强的磺酸基化合物,随着硫酸层分离,达到与提取液中农药分离的目的。皂化法利用油脂等能与强碱发生皂化反应,生成脂肪酸盐而将其分离。
低温冷冻法:基于不同物质在同一溶剂中的溶解度随温度不同而不同的原理来进行彼此分离。
萃取法:利用物质在不同的溶剂相中分配系数不同,达到组分的分离与富集。常规液-液萃取的类型包括有机物质的萃取(分离在水相中的有机物质易被有机溶剂萃取)和无机物质的萃取(先加入一种试剂,使其与水相中的离子态组分相结合,生成不带电、易溶于有机溶剂的物质,该试剂与有机相、水相共同形成萃取体系)。
二、特殊及新型样品前处理方法
超临界流体萃取:利用超临界流体的特殊性质,高效萃取目标物。
固相微萃取:通过微小的固体吸附剂,快速萃取和浓缩目标化合物。
凝胶自动净化装置:利用凝胶的吸附特性,自动去除样品中的杂质。
固相萃取技术(SPE):通过特定的固体吸附剂,选择性萃取目标物。SPE技术主要应用于处理试样,其填料粒径(>40μm)比高效液相色谱(HPLC)的填料粒径(3~10μm)大,分离效率较低。SPE的应用领域包括环境分析、药物分析、临床分析、食品饮料分析等。
液相微萃取:利用液相微萃取技术,在微小液滴中完成萃取过程。
吹扫捕集法:通过吹扫和捕集技术,去除样品中的挥发性杂质。
膜分离技术:利用半透膜的特性,实现样品中不同组分的分离。
热解吸:通过加热解吸技术,去除样品中的吸附性杂质。
微波消解法:利用微波的能量,快速消解样品中的复杂成分。
在线技术:在分析仪器上直接进行样品前处理,实现自动化检测。
三、样品前处理原则及目的
原则:制备过程中避免组分发生化学变化;防止和避免预测定组分的玷污;尽可能减少无关化合物引入制备过程;尽可能简单易行。
目的:除去微粒;减少干扰杂质;浓缩微量的组份;提高检测的灵敏度以及选择性;改善分离效果;有利于色谱柱及仪器的保护;溶剂置换。
四、注意事项
不同的仪器分析方法对样品前处理的要求不同,需要根据具体的分析方法选择合适的前处理方法。
样品前处理过程中应注意避免组分的损失和污染,确保前处理结果的准确性和可靠性。
对于复杂样品或特殊样品,可能需要采用多种前处理方法组合使用,以达到最佳的分析效果。
综上所述,仪器分析样品前处理方法多种多样,需要根据具体的分析需求和样品特性选择合适的方法。同时,样品前处理过程也是影响分析结果准确性和可靠性的重要环节,需要引起足够的重视。