Transcript 常用色谱分析样品制备技术

常用色谱分析样品制备技术
适于色谱分析的样品应满足：
所用色谱柱的进样要求；
所用色谱方法的分离能力；
所用色谱方法的检测能力。
注意：
防止欲测组分丢失；
化学反应的收率及是否有副反应；
防止污染（作空白实验检查）；
一 溶剂萃取
实质：物质从一相（固体、液体或气体）转
入到另一相中。
(1)液－液萃取：从液相到液相。石油醚萃取
水样中的致癌芳烃；
(2)液－固萃取：从固相到液相。CS2萃取活性
炭中吸附的溶剂；
(3)液－气萃取：也叫溶液吸收。从气相到液
相传质。水吸收空气中的甲醇.
1 液液萃取
常用于样品中被测物质与基质分离。
原理：利用样品中各组分在两种不相混溶的溶剂
中的溶解度或分配比的不同，通过
选择两
种不相容的液体来控制萃取过程的选
择性
和分离效率。
在一定温度下：分配系数为常数
K＝C有机/C水
被萃取部分E=C有机V有机/(C有机V有机＋ C水V水)
＝KV(1+KV)
式中：V- 相比， V有机/V水
包括：
常规液－液萃取
连续液－液萃取
逆流萃取
微萃取
萃取小柱技术
在线萃取
自动液－液萃取
1.1 常规液－液萃取
分液漏斗
10－100mL液相
K>10才能使回收率>99％
定量回收需萃取2次或2次以上，每一次都要用新
鲜溶剂
一般情况下，溶剂体积约为样品溶液的30％－35
％.
1.2 连续液－液萃取
可以处理低K萃取
溶剂用量少
效率高
高挥发物、热不稳定物会损失
1.3 逆流萃取
可以回收分配系数非常小的组分
时间长
1.4 微萃取
 采用小体积的有机溶剂进行萃取，相比率V为
0.001-0.01.
 回收率差
1.5萃取小柱技术
在聚乙烯管中填充经过煅烧助溶的高纯硅藻
土就成了萃取小柱（管体积0.3-300mL）;
先用样品润湿萃取小柱几分钟，再加入有机
萃取剂，当有机溶剂还保存在萃取小柱中时，
分别调节pH为4.5和9.0,从而萃取出样品中的酸
性或碱性物质;
可用于体液萃取.
1.6在线萃取
欲萃取物质连续地被引入含有活性的或者络合剂的
水相中在混合反应环中发生化学反应或络合反应，
生成被萃取物含有被萃取物的多水蒸气在相沉淀器
中沉淀在相分离器中分离
优点：样品体积可以很小（<100mL）
费用低（溶剂和有机溶剂用量少）
萃取在密闭系统中进行
缺点：灵敏度低
装置复杂
1.7自动液－液萃取
对于液体易于分散和混合的体系，可以用自动
液－液萃取，在小样品瓶中进行;
可以通过自动进样器的针头交替地抽取或注入
溶剂和样品溶液在小样品瓶中进行液－液萃取;
有商品化的自动液－液萃取装置，如美国OI分
析公司研制的ExCell自动液－液萃取系统.
1.8 破乳的常用方法
1.8.1 乳化形成的原因
有机相
水相
乳化物
外力
应根据乳化形成的原因采用相应的措施破乳
1.8.2 破乳的常用方法

加盐
 使用加热－冷却萃取容器

用玻璃棉塞过滤乳化液样品

用相过滤纸过滤乳化液样品

离心

加入少量不同的有机溶剂
因有机相与水相比重接近引起的乳化，可以在
水溶液中加NaCl至饱和，提高水相比重使两相分
层;
酸性乙醇浸取法、三氯乙酸沉淀蛋白法、冷冻
除油脂法等可以除掉生物样品中的蛋白质和脂肪
等乳化物;
两相体积比为1：（5－10）可有效地防止乳化;
缓慢振摇可以防止剧烈振摇产生的乳化现象;
全部乳化的样品可以离心破乳（2000r/min，
2min）;
非挥发性物质可以用沸水浴蒸干后再萃取;
两相比重相差较大形成的乳化，可以加无水乙
醇破乳;
轻度乳化，可以用玻璃棒搅动或用细铁丝摩擦
内壁破乳.
二 固相萃取
包括两个过程：
 固体样品中欲测组分分子溶于溶剂中；
 欲测组分分子与溶剂分子相互扩散.
扩散又包括：
(1)分子扩散:固体样品表面与溶剂接触处，
影响萃取的因素主要有：温度
被萃取物质的分子大小
液体介质黏度
(2)对流扩散：远离固体样品表面处,
影响萃取的因素主要有：
 流动液体的速度和状态
 液体黏度
 样品表面的性质
影响液－固萃取的因素：
物料的性质
萃取时的温度
萃取时间
溶剂的性质和用量
样品中的溶剂保有量
萃取液浓度
溶剂的穿透速度
三 液－气萃取（溶液吸收）
1 吸收装置
 气体吸收管
 动力装置：抽取气体样品
 气体流量控制装置
2 原理
当被抽取的气体样品通过吸收溶液时，在气
泡和吸收液的界面上，欲测组分的分子由于溶
解作用或化学反应很快进入吸收液中；
而气泡中的气体分子因存在浓度梯度和运动
速度很快，能很快地扩散到气液界面上；
整个气泡中欲测组分分子被很快吸收。
3 吸收液的选择
根据吸收样品的物化性质选择和制备吸收液，可以
采用水溶液，液可以用有机溶剂。
吸收液应对被采集的样品组分具有较大的溶解度
或有较快的分压速度；
如：5%甲醇溶液采集有机磷农药
10％乙醇采集硝基苯
被吸收的样品组分在吸收液中有足够的稳定性；
应考虑下一步所用分析方法的可行性；
价低、易得，能回收。
四 萃取溶剂的选择
1 选择标准

溶剂的选择性

极性：使欲测物质有最大的分配系数K,溶剂的
极性由介电常数和偶极矩判断；

反向操作的难易程度

分析时间长短
2 液液萃取中常用的有机溶剂
脂肪烃
乙醚或其他的醚
二氯甲烷、氯仿
乙酸乙酯和其他的酯
3 萃取溶剂与水的混合性
与水混溶的溶剂
甲醇（32.7, 2.87）介电常数，
乙醇 (24.30,1.60)
2－丙醇 (19.9, 1.69)
丙酮 (20.7, 2.69)
二噁烷 (2.21, 0.45)
二甲基亚砜 (46.7, 3.9)
乙腈 (37.5, 3.44)
不与水混溶，在上层的溶剂
己烷（1.88, 0）
苯 (2.28, 0)
乙醚（4.43, 1.15）
环己烷（2.02, 0）
异辛烷（1.95, 0）
乙酸乙酯（6.4, 1.8）
石油醚
 不与水混溶，在下层的溶剂
二氯甲烷（8.99,1 .4）
氯仿 (4.81, 1.15)
四氯化碳（2.24, 0）
§2 蒸馏
原理：根据液体混合物中液体与蒸气之间组分
的分配差别进行分离。
目的：从混合液体样品中分离出挥发性和半挥
发性组分。
基础：组分在不同的温度下具有不同的饱和蒸
气压。
决定分离的因素：
液相混合物中该组分的物理特
性；
蒸馏器的类型、结构、蒸馏方
法。
一 简单蒸馏
装置：蒸馏烧瓶
温度计
冷凝器
收集器
加热装置
加热装置选择:
蒸馏液体沸点<80℃－－热水浴；
>100℃－－油浴或石棉网
上直火；
>200℃－－金属浴。
注意：
加热浴温度比蒸馏瓶中物质沸点高20℃左
右，但不能超过30℃。
蒸馏沸点>150℃的液体时，可以用空气冷凝
二 分馏
实质：多次反复的简单蒸馏。
目的：选择适当的分流柱可以使分流柱的顶部出
来的蒸气经过冷凝后得到的液体是纯
的低沸
点成分或者以低沸点组分为主的馏
出物。
分馏柱的选择：
根据被蒸馏的液体混合物中组分的沸点差别、沸
点的高低范围选择分馏柱。
两组分沸点差>100 ℃,无需使用分馏柱；
沸点差为25 ℃左右，选择普通分馏柱；
沸点差10 ℃左右，选择精细分馏柱。
注意：
回流比（回流物/馏出物）应适当，以便不
同沸点的液体分馏完全，为此加热温度必须稳
定。
三 减压蒸馏
装置：蒸馏烧瓶
冷凝器
收集器
抽气装置
接口
安全保护和测压装置
加热装置
注意：
减压蒸馏前，应检查装置是否密封；
蒸馏烧瓶中插入毛细管，可以防止暴沸；
低沸点溶剂存在时，会产生泡沫，可以先在
低真空度时，先蒸去这些低沸点溶剂，然后
提高真空度进行蒸馏；
在泵和蒸馏装置之间可以安装冷却阱和干燥
管防止挥发性有机溶剂、水或酸的蒸气进入
油泵。
四 水蒸气蒸馏
是使水蒸气连续地流过容器中样品混合物进
行蒸馏；
是分离和纯化样品有机物的常用方法；
也是一种制备和纯化热不稳定样品的技术。
对样品的要求
不溶或几乎不溶于水；
在沸腾期间与水长时间共存不会发生化学反
应。
五 蒸馏技术的应用
1 中草药中植物油的提取
2 奶产品中有机氯污染物的提取
3 环境样品中挥发性有机物的提取
4 HPLC废溶剂的蒸馏