固相微萃取（SPME）技術(shù)大雜燴

         固相微萃取（SolidPhaseMicro-Extraction,SPME）是九十年代發(fā)展起來的無溶劑樣品預(yù)處理技術(shù)。它是在一根纖細(xì)的熔融纖維上涂上一層高分子聚合物作為萃取相進(jìn)行萃取,集采樣、富集和進(jìn)樣于一體,尤其適合于和氣相色譜聯(lián)用,為樣品預(yù)處理開辟了一個(gè)全新的局面。SPME和其它分析方法相結(jié)合可廣泛用于大氣、水、土壤、食品、藥品、生物材料中揮發(fā)、半揮發(fā)性有機(jī)物的分析,分析速度快,一般在30min以內(nèi),檢出限可達(dá)到PPb-PPt水平,線性范圍超過3個(gè)數(shù)量級(jí),相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于12%。它的應(yīng)用前景如何啊，現(xiàn)在都在用嗎？
 固相微萃取（Solid Phase Microextraction, SPME）是九十年代興起并迅速發(fā)展的新型的、環(huán)境友好的樣品前處理技術(shù)，無需有機(jī)溶劑，操作也很簡便。該技術(shù)使用的是一支攜帶方便的萃取器，適于室內(nèi)使用和野外的現(xiàn)場取樣分析，也易于進(jìn)行自動(dòng)操作。這對(duì)樣品數(shù)量多、操作周期短的常規(guī)分析極為重要，不僅省時(shí)省力，而且對(duì)提高方法的準(zhǔn)確度和重現(xiàn)性有重要意義。該技術(shù)在一個(gè)簡單過程中同時(shí)完成了取樣、萃取和富集，是對(duì)液體樣品中痕量有機(jī)污染物萃取方面的重要貢獻(xiàn)。
SPME基本原理
    SPME方法包括吸附和解吸兩步。吸附過程中待測物在樣品及石英纖維萃取頭外涂漬的固定相液膜中平衡分配，遵循相似相溶原理。這一步主要是物理吸附過程，可快速達(dá)到平衡。如果使用液態(tài)聚合物涂層，當(dāng)單組分單相體系達(dá)到平衡時(shí)，涂層上吸附的待測物的量與樣品中待淘寶網(wǎng)測物濃度線性相關(guān)。解吸過程隨SPME后續(xù)分離手段的不同而不同。對(duì)于氣相色譜（GC），萃取纖維插入進(jìn)樣口后進(jìn)行熱解吸，而對(duì)于液相色譜（LC），則是通過溶劑進(jìn)行洗脫。
    SPME有兩種萃取方式，一種是將萃取纖維直接暴露在樣品中的直接萃取法，適于分析氣體樣品和潔凈水樣中的有機(jī)化合物。另一種是將纖維暴露于樣品頂空中的頂空萃取法，廣泛適用于廢水、油脂、高分子量腐殖酸及固體樣品中揮發(fā)、半揮發(fā)性的有機(jī)化合物的分析。
SPME技術(shù)評(píng)價(jià)和應(yīng)用研究

氯酚類化合物是環(huán)境（水和土壤）中重要的污染物，其中2，4-氯苯酚（以下簡稱DCP）、2，4，6三氯苯酚（以下簡稱TCP）和五氯苯酚（以下簡稱PCP）已被我國列為水體中優(yōu)先控制污染物。目前，對(duì)酚類化合物的分析主要是采用液－液萃取法，如美國EPA方法中的604[8]和[9]，以及后來發(fā)展起來的固相萃取法（SPE）。液-液萃取的主要缺點(diǎn)是多步、費(fèi)時(shí)，而且需要大量價(jià)格較高并對(duì)健康有害的高純有機(jī)溶劑。SPE方法盡管同液-液萃取相比有了很大的改進(jìn)，但仍是多步過程，且對(duì)半揮發(fā)性化合物的萃取受到方法本身的限制。本研究利用固相微萃／GC／ECD方法對(duì)水中這三種氯酚進(jìn)行了分析，并討論了各種實(shí)驗(yàn)條件對(duì)分析結(jié)果的影響，結(jié)果表明該方法快速、簡單、準(zhǔn)確，適合水中上述三種氯酚的分析。

　　2 實(shí)驗(yàn)部分

　　2.1 儀器與試劑

　　惠普5890型氣相色譜儀（配電子捕獲檢測器）；固相微萃取裝置（加拿大Supelco公司，萃取頭為85μm膜厚的聚丙烯酸酯固相涂層針頭）

　　2，4-二氯苯酚、2，4，6-三氯苯酚、五氯苯酚色譜純晶（購于Pure　Chemical Analysis Lt.Co.）；0.2mol.L^-1HCI：氯化鈉（分析純）；甲醇（色譜純）；無酚水（500ml蒸餾水加入5ml10％的NaOH和少量KMn04加熱蒸餾，取餾出液。）

　　2.2 色譜條件

　　色譜柱：HP公司HP-5MS 31m×0.32mm×0.25μm石英毛細(xì)管柱；進(jìn)樣口溫度：260℃；柱溫：60℃（4min）—260℃（3min），升溫速率8℃／min；ECD檢測器溫度：280℃；載氣流速：高純氮，3.3ml／min；無分流進(jìn)樣。

　　2.3 固相微萃取條件與過程

　　在100ml容量瓶中預(yù)先加入6.5ml0.2mol.L^-1的HCl，再加入定量的氯酚標(biāo)準(zhǔn)溶液，并用無酚水稀釋至刻度。取10ml（總?cè)莘e約為12ml）潔凈頂空瓶（帶鋁封蓋和內(nèi)襯聚四氟乙烯膜的密封墊），加入過量固網(wǎng)上輔導(dǎo)|網(wǎng)上培訓(xùn)體NaCl（約4g）和磁力棒，再加入配制好的標(biāo)準(zhǔn)待測樣品10.0ml，立即加蓋密封壓緊，將頂空瓶置于磁力攪拌儀上，啟動(dòng)攪拌，然后在常溫下從瓶蓋上方直接插入針管（注意針管套不要接觸瓶內(nèi)液面），推下手柄活塞桿，使萃取頭*浸入溶液中，保持40min。

　　萃取時(shí)間到達(dá)后，取出針管，立即插入氣相色譜進(jìn)樣口進(jìn)行熱解析5min。

　　3 結(jié)果與討論

　　3.1 測定結(jié)果（見圖1，圖2）

　　3.2 SPME萃取涂層的選擇

合物的分析，我們比較了同一氯酚混標(biāo)樣在PDMS和PA兩種不同萃取頭作用下的測定結(jié)果（見圖3），結(jié)果表明PA萃—取頭對(duì)酚類的萃取效果更好[9]。

　　3.3 萃取平衡時(shí)間對(duì)萃取量的影響

　　由于待測物分子從溶液中向固相涂層的傳質(zhì)速度比較慢[3]，所以直接萃取要求的時(shí)間要相對(duì)長一些。表1所示為三種氯酚在不同萃取時(shí)間下萃取量的影響。實(shí)驗(yàn)表明，平衡時(shí)間越長，SPME萃取量越大，40min以后萃取量基本上不隨時(shí)間的延長而增大，表明萃取過程達(dá)到了平衡，故本實(shí)驗(yàn)取平衡時(shí)間為40min。

　　3.4 酸度對(duì)萃取量的影響

　　三種氯酚均屬于弱酸，其離解常數(shù)pka如下：2，4-DCP（pk_a =7.85），2，4，6-TCP（pk_a=7.42），PCP（pk_a=4.74），在pH為中性的溶液中，氯酚都有離解，能形成離子狀態(tài)，不利于萃取。降低pH值，能使它們的電離受到抑制，以保持氯酚的分子狀態(tài)，使其在固相涂層上有更大的親和力，從而增加萃取量，同時(shí)也提高了回收率。文獻(xiàn)[10]中反映，當(dāng)pH低于2時(shí)，萃取平衡時(shí)間將大大延長，pH=1時(shí)，PCP甚至在4h后才能達(dá)到平衡，考慮到實(shí)際應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)中我們測定了同一氯酚混標(biāo)樣在pH=2至pH=6值時(shí)的萃取效果（見圖4），結(jié)果表明，pH值取2時(shí)，三種氯酚的萃取效果*。

　　3.5 鹽加入量對(duì)萃取量的影響

　　向待測樣品中加入一定量的鹽類，能產(chǎn)生所謂的“鹽析”效應(yīng)，可以降低氯酚在水中的溶解度，迫使氯酚進(jìn)入SPME固相涂層中[11]。實(shí)驗(yàn)中，加入飽和的NaCl能明顯提高氯酚百度收錄的萃取量（見表2）。然而，PCP屬于例外，因?yàn)樗碾x解常數(shù)（pk_a=4.74）相對(duì)較高，中性溶液中其分子狀態(tài)較少，以離子狀態(tài)為主[2]，當(dāng)加入N幻后，由于溶液的離子強(qiáng)度增加，加速了PCP的高解反而使萃取量降低。當(dāng)加NaCl的同時(shí)調(diào)節(jié)溶液的酸度（pH=2）時(shí)，PCP的離解降低，又能使PCP的萃取量恢復(fù)至未加NaCI的水平。實(shí)驗(yàn)表明，投加飽和NaCl應(yīng)與調(diào)節(jié)溶液pH值同時(shí)采用方能保證三種氯酚的萃取量的提高。

　　3.6 方法的精密度、準(zhǔn)確度及檢出限

　　隨著苯酚上的取代氯的增加，方法的zui低檢出限逐步提升，2，4-DCP為0.12 ug.L^-1，2，4，6-TCP為0.02ug·Lt^-1，PCP為0.00lug·L^-1。

　　表3結(jié)果表明，三種氯酚采用SPME方法線性范圍寬，適用范圍廣。

　　4 結(jié)論

　　4.1 本研究表明同時(shí)測定三種氯酚的SPME*化條件是：采用PA萃取頭，調(diào)節(jié)pH=2，以NaCl飽和，常溫磁力攪拌下直接萃取40min，260℃下脫附5min。

　　4.2 SPME是一種快速、簡便和非常有應(yīng)用前景的樣品預(yù)處理手段，用來分析水體中的三種氯酚化合物具有簡便、快捷、的特點(diǎn)。

    SPME萃取待測物后可與氣相色譜、液相色譜聯(lián)用進(jìn)行分離。固相微萃取使用的檢測器可以是質(zhì)譜（MS）、氫火焰離子化檢測器（FID）、火焰光度檢測器（FPD）、電子捕獲檢測器（ECD）、原子發(fā)射光譜檢測器（AED）等，方法的zui低檢測限可達(dá) ng 甚至 pg 水平。對(duì)水中長鏈的有機(jī)脂肪酸也可達(dá)到1×10-12g。根據(jù)樣品體積、待測物種類和性質(zhì)以及涂層厚度的不同，一次萃取操作的提取水平，對(duì)于血樣中的有機(jī)磷農(nóng)藥為0.03%-10.6%, 而對(duì)于BTEX類化合物（苯、甲苯、乙基苯，二甲苯），提取水平在1%-20%之間。雖然SPME的一次提取水平免費(fèi)發(fā)布信息大大低于常用的液-液萃取方法，但進(jìn)樣量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于液-液萃取方法，靈敏度很高。該方法也易于掌握，對(duì)美國、加拿大、德國、意大利等6個(gè)國家11個(gè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的一次含量在mg/kg級(jí)有機(jī)氯、有機(jī)磷、有機(jī)氮農(nóng)藥考核中，無論是曾用過還是*次使用該方法，分析結(jié)果均無差異；

　　目前應(yīng)用較多的三種多聚物涂層百非極性的聚二甲基硅氧烷（PDMS）和極性的聚丙烯酸酯（PA）或聚乙二醇（PEG）[4]。PDMS涂層通常用于非極性化合物的分析，PA涂層通常用于中極性化