Ⅰ 如何根據樣品的特性來選擇樣品的處理方法
樣品處理是整個分析測試過程中的一個重要環節,其目的是利用各種化學方法將待測元素從固(液)態試樣中定量地以離子形式轉入測試溶液。選擇合理的樣品分解方法,可使分析手續大大簡化,使分析方法的適應性、准確性大大提高。
設計最佳樣品處理的原則是:
① 保證樣品中的被測元素全部定量地轉入試液,即樣品分解要完全;
② 避免樣品處理過程中引入干擾元素,同時要有利於除去干擾元素;
③ 分解方法要盡量簡便,易操作,經濟、迅速、安全,盡量減少對環境的污染;
④ 便於成批處理試樣。
要設計出符合這些條件的樣品處理方法,必須深入了解:
a)被測元素及其化合物的物理化學性質;
b)被測元素在樣品中的含量范圍、賦存形態;
c)樣品基體組成和性質;
d)採用的最終的測試方法和技術。
以國內外測定As、Se和Hg所用樣品各種處理方法為例
國內外測定各種樣品中As、Se和Hg,所採用的樣品處理方法大致分為三類:
1)濕法酸/鹼分解;
2)密閉體系燃燒法(氧彈燃燒法);
3)燒結(半熔)法。
在對煤中的微量元素進行定性定量檢測的過程中,樣品的前處理往往比檢測技術本身還重要。尤其是對於各種原子光譜技術,一般必需製成液體樣品進樣或液體進樣時才能達到較高的准確度。為保證檢測的准確性,在使組成復雜的煤樣品充分溶解的同時,又要避免待檢測元素易揮發的單質或化合物形式的損失。目前國內外還有以下幾種方法:
(1)封溶坩堝直接消解。
該方法系採用密閉容器,用混酸直接分解樣品,同時使用微波爐等加熱消解。具有稱樣量少、溶解效率高、操作簡單、安全,便於控制、避免揮發的優點;但直接分解法不可避免地有分解不完全的缺點。檢測燃燒後的煤灰或煤抽提液樣品中的微量元素時常用這種方法。
(2)低溫灰化法。
採用等離子體技術在150℃左右使樣品灰化,再在聚四氟乙烯容器中用混酸分解。該方法是目前公認的較好的預處理技術,但也有設備運行成本高、耗時長等缺點。
濕法酸分解
測定地質樣品,常採用HNO3-HF-HClO4體系進行酸溶,用該法分解樣品時,若加熱強度稍大,蒸發過干,則樣品中的部分Se會揮發損失。原因可能是樣品被酸分解生成的Se(ClO4)2可分解為HCl和SeO2,這兩種化合物可以反應生成在較低溫度下可升華的SeCl2。據資料介紹,當處理樣品時,蒸發至干,樣品中Se可損失40%左右。因此,用該法分解試樣,必須小心掌握加熱溫度和時間,蒸到1~2mL透明溶液時,即應停止加熱。還有採用 HNO3-H2SO4體系酸溶以及HNO3-HClO4體系分解。濕法分解操作手續比較繁雜,且伴隨酸霧揮發到大氣,對環境保護不利。另外,對煤而言,由於煤中含有的大量有機物質,給酸分解帶來不便。
氧彈燃燒法
該法是將煤樣置於充滿高壓氧的不銹鋼彈筒內,通電點燃煤樣,煤中有機質充分燃燒,無機礦物質也發生氧化、分解等反應;煤中Se元素轉化為氧化物,再以氣態形式被溶解到彈筒內的吸收液(水或稀鹼)中。國外有的實驗室採用此法測煤中Se。其優點是樣品處理除氧外,不引入其它試劑,減少了引入干擾元素的機會。缺點是對高灰煤可能分解不完全(不能完全燃燒),可導致分析結果偏低;操作較麻煩,處理樣品效率較低;不利於成批分解樣品。
燒結(半熔)法
該法利用艾氏劑與試樣混合均勻,加熱灼燒,使煤中As、Se被氧化為氧化物,繼而與Na2CO3、MgO反應形成砷酸鹽和硒酸鹽。然後用HCl 溶解灼燒物, As、Se以離子形式轉入溶液。以煤中為例,反應方程式為:
該法優點是操作方便易行,便於成批處理分解樣品,只要正確控制灼燒條件,被測元素可定量轉化。考慮到目前煤中其它元素分析標准中,有多種採用艾氏劑半熔分解煤樣的方法,分析人員易於接受,工作效率較高;國家標准及美國標准也採用艾氏劑半熔法處理樣品。通過對多種處理方法的比較,本試驗採用半熔法處理樣品。
為使被測元素從灼燒後的試樣中轉入溶液,須用合適的酸將灼燒物溶解。為此,還要就酸的種類及加酸方式進行實驗。
酸的種類
使用不同的酸來處理樣品對結果有影響,因此試驗考察了HCl、H2SO4和HNO3在處理灼燒物的溶解情況以及對測定的影響。
H2SO4:試驗發現用H2SO4溶解灼燒物會導致CaSO4沉澱,另外H2SO4中含As、Se較高,導致空白過高,若預先除去,又增加了實驗工作量,因此,不宜選擇H2SO4作為溶解用酸。
HNO3:試驗發現HNO3溶樣時,原子吸收信號比HCl介質低,其原因可能是HNO3作為氧化劑與樣品中還原物質反應,形成亞硝酸,NO2-對Se的氫化物形成有抑製作用。國外有的實驗室採用HNO3作介質進行Se的氫化物發生原子吸收測定,以降低靈敏度為代價,換取較好的穩定性。
HCl:使用HCl溶解灼燒物是國內外普遍採用的方法。氯化物大都為易溶鹽,HCl有還原性,是將Se6+還原為Se4+的還原劑,HCl中的 As、Se含量很少,試劑空白低,對測定有利,本法採用HCl溶解灼燒物。
Ⅱ 體內葯物分析的樣品處理
體內樣品的預處理方法的選擇需要綜合考慮多種因素,包括體內樣品的種類、被測葯物的性質和濃度、以及所採用的測定方法等三方面。
如血漿或血清需除蛋白,使葯物從蛋白結合物中釋出;尿液樣品則常採用酸或酶水解使葯物從綴合物中釋出;唾液樣品主要採用離心去除黏蛋白沉澱。
被測定葯物的結構、性質、存在形式與濃度范圍等,均直接影響到樣品前處理方法的選擇與應用。例如,葯物的酸鹼性(pKa)與溶解性影響到葯物的萃取分離條件的選擇,葯物的極性、穩定性、官能團性質和光譜特性影響到其色譜測定條件的優化選擇。不同葯物在樣品中的濃度相差懸殊,濃度大的樣品對前處理要求稍低,濃度越低則樣品前處理要求越高。
體內樣品前處理的方法以及分離純化的程度,均取決於測定要求和所採用的測定方法。測定方法的耐受污染程度和抗干擾能力越強、專屬性越好、靈敏度越高,則對前處理的要求越低。通常,免疫測定法由於具有較高的靈敏度和抗干擾能力,體內樣品只需經離心分離即可直接用於測定。而高效液相色譜和色譜-質譜聯用等方法,為防止蛋白質等在色譜柱上沉積、內源性干擾、或基質效應影響,色譜分析前均需對體內樣品進行去除蛋白、溶劑萃取、甚至制備衍生物等前處理。
1.去除蛋白質法
在測定血樣及組織勻漿等樣品中的葯物時,首先應去除蛋白質。去除蛋白質既可使蛋白結合型的葯物釋放出來以便測定葯物的總濃度,又可避免進一步的溶劑萃取過程中乳化的形成,並可消除內源性干擾,同時保護儀器性能(如保護HPLC柱不被蛋白污染),延長使用壽命。去除蛋白質常用的方法包括蛋白沉澱法和蛋白分解法。
2.綴合物水解法
葯物在體內經二相代謝可以形成葡糖醛酸苷或硫酸酯綴合物,並經尿液或膽汁排泄。為了准確測定體內樣品中葯物的含量,首先需將綴合物水解釋放出綴合的葯物或其代謝物後,再進行進一步的處理測定。常用的綴合物水解方法包括酸水解和酶水解。
酸水解通常使用無機酸,如鹽酸或磷酸溶液等。酸的濃度、水解時間和溫度等條件,應根據具體葯物進行優化確定。酸水解的優點是簡便、快速,但是專屬性較差,並需注意避免葯物的進-步降解。對於遇酸及受熱不穩定的葯物,可採用酶水解法。
酶水解法常用葡糖醛酸苷酶或硫酸酯酶,或二者的混合物。酶解時應當注意控制反應的pH、酶試劑用量、孵育溫度、酶解時間,並在厭氧條件下進行。尿液樣本進行酶解時,需要首先隱蔽會抑制酶活力的陽離子。
雖然酶水解法存在水解時間長、酶試劑帶人的黏液蛋白可能導致乳化及色譜柱污染等缺點,但酶水解法具有較高的選擇性,很少使被測葯物或共存物發生降解,所以常被優先選用。
3.分離純化與濃集法
對於濃度較高的樣品,或檢測方法具有足夠靈敏度時,體內樣品在經去除蛋白質或綴合物水解等前處理步驟後即可直接用於測定。但當葯物濃度較低或分析方法的特異性或靈敏度不夠高時,體內樣品需進行分離、純化與濃集處理,或在去除蛋白質或綴合物水解的基礎上進一步進行處理。
萃取法是應用最多的分離、純化方法。萃取的目的是為了從大量共存的內源性物質中分離出所需要的微量組分一葯物及其代謝物,並通過溶劑的蒸發使樣品得到濃集,殘留物採用適宜的溶劑復溶後再進行分析測定。萃取法包括液-液萃取法和液-固萃取法。
4.化學衍生化法
治療葯物監測的體內樣品色譜分析時,可根據待測物的化學結構和檢測方法的要求,通過化學衍生化方法,特異性地引入功能基團後再進行分析。通常對葯物分子中含有活潑H的極性基團,如含-COOH、-0H、-NH2、-NH-和-SH等,進行化學衍生化。化學衍生化的目的包括:改變待測葯物的色譜行為;增強葯物的穩定性;改善(手性拆分)分離能力;提高檢測靈敏度等。
GC分析中常對待測物進行硅烷化(silylation)、醯化(acylation)、烷基化(alkylation)或酯化(esterification)等。硅烷化應用最廣泛。硅烷化試劑有:三甲基氯硅烷(TMCS)、雙-三甲基硅烷乙醯胺(BSA)、雙-三甲基硅烷三氟乙醯胺(BSTFA)、三甲基硅烷咪唑(TMTS)等。醯化試劑有:乙酸酐、丙酸酐、五氟苯甲酸酐等。烷基化及酯化試劑有:五氟碘乙烷、重氮甲烷、對溴苄基溴、三氟化硼-甲醇等。
化學衍生化HPLC分析包括柱前和柱後衍生化兩種方法。柱前衍生化分析中,衍生化胺、氨基酸和氨基醇類化合物的試劑有:丹醯氯、熒光胺、9-芴甲氧羰醯氯、鄰苯二醛等;衍生化羰基化合物的試劑有:2,4-二硝基苯肼、丹醯肼等;衍生化羧酸常用的試劑為2,4'-二溴苯乙酮;衍生化醇類化合物常用的試劑為3,5-二硝基苯甲醯氯、五氟苯甲醯氯等。
由於柱前衍生化法是在分離前使葯物與衍生化試劑反應。故與葯物具有相同官能團的干擾物質也同樣會生成衍生物,並有可能妨礙葯物的檢測。如果幹擾物質含量高時,甚至會影響待測成分的衍生化效率。因此,應盡可能將樣品進行分離純化後再衍生化。
柱後衍生化是葯物經色譜分離後在流出液中進行衍生化,以形成對檢測器具有高靈敏度響應的衍生物,從而提高檢測靈敏度。如氨基酸分析儀中的柱後茚三酮衍生化。
具有光學異構體的葯物,由於R(-)與S(+)構型的不同,使之具有不同的葯效和葯動學特性。因此,異構體的分離檢測十分重要。光學異構體的分離可採用不對稱試劑衍生化,使其生成非對映異構體衍生物,再進行色譜分離測定。常用的不對稱衍生化試劑有:(-)-1-(9-芴基)乙基氧甲醯氯、(+)-樟腦磺醯氯、2,3,4,6-四-O-苯甲醯-β-D-葡萄吡喃糖基異硫氰酸酯、(R)-(+)-1-(1-萘基)乙胺等。
Ⅲ 樣品前處理
9.3.4.1 樣品前處理需要注意的問題
ICP-MS靈敏度高,所以對於痕量、超痕量元素分析而言,樣品制備過程中環境、器皿和試劑的空白和污染問題尤為突出。可能產生污染的三個主要來源是:
(1)在粉碎、過篩和混勻樣品時所用的設備
一般要求樣品的最大粒度為200目,以保證其均勻性,最好使用尼龍篩網和瑪瑙研磨裝置。
(2)實驗室環境和分解裝置
實驗室環境和消解器具最好使用凈化設備。多採用PTFE和PFA的消解容器以及其他一些裝置。PTFE器皿用8mol/L的HNO3煮沸數小時,然後用去離子水充分漂洗就可以有效地洗凈。在105℃的烘箱內烘乾,以除去PTFE吸附的痕量酸。
(3)樣品消解時所用的分析試劑
分解樣品應使用超純試劑和18~25MΩ·cm的去離子水,並盡量減少試劑用量,使試劑空白降至最低。對於有些痕量、超痕量元素分析,硝酸、氫氟酸等最好採用亞沸蒸餾法或其他方法進一步提純的酸。每批樣品都應制備不少於2個同批過程空白。制備好的樣品溶液應儲存於干凈的新聚丙烯瓶中,並盡早予以分析。
9.3.4.2 樣品前處理方法
(1)敞開式酸熔法
敞開式酸溶法是化學實驗室應用最為普遍的一種樣品分解方法。地質樣品中痕量元素分析通常採用氫氟酸與其他強酸(如硝酸、高氯酸)的組合,這種方法快速,適合大批量樣品處理,但是易污染,且易揮發元素容易損失。
(2)密閉式容器法
隨著ICP-MS技術的日益普及,高溫、高壓、長時間條件下的封閉酸溶法近年來得到了廣泛應用。加壓封閉酸溶法比常壓四酸溶樣法有了顯著的改進,與其他方法相比,具有以下優點:①密封容器內部產生的壓力使試劑的沸點升高,因而消解溫度較高,形成的高溫高壓環境保證了大多數難溶元素的完全分解,同時易揮發元素在密封條件下也不會損失;②溶樣過程中酸不揮發,而在系統內反復迴流,僅用很少量的純化酸即可完成樣品分解,不僅節約了成本,而且減少了分解期間所產生的有毒氣體的量;③由於減少了試劑用量且採用密封系統,環境污染的可能性也大大降低,從而保證了很低的空白值。
(3)熔融法
熔融法是一種分解效率很高的分解方法。熔融過程將原來不易溶的樣品轉變成可溶於水或酸的物質。該法主要是高溫下固體與熔劑間發生的多相反應。其主要缺點是要求使用相當過量的熔劑,試劑本身的雜質連同坩堝等被腐蝕下來的雜質會嚴重污染分析溶液。同時,樣品制備期間引入了大量鹽類,這就要求在分析前必須高倍稀釋,因而降低了方法檢出限。
熔融法分為以下三種:鹼金屬熔融(使用碳酸鹽、氫氧化物、過氧化物或硼酸鹽);酸熔融(使用焦硫酸鹽、氟氫酸鹽、硼氟酸鹽或氧化硼等);氧化還原熔融(使用混合熔劑,即氧化劑或還原劑加上鹼熔使用的熔劑,以及在元素硫存在下的鹼熔融)。
Ⅳ 食品分析樣品處理方法有哪些
1、有機物破壞法
(1)干法灰化:有機物破壞徹底,適用於除汞、砷、鉛等以外的金屬元素的測定。
(2)濕法消化:加熱溫度較干法低,減少了金屬揮發逸散的損失,但易產生有毒氣體和泡沫。
(3)紫外光分解法:由高壓汞燈提高紫外光,在(85±5)℃的溫度下進行光解。
(4)微波消解法:適用於處理大批量樣品及萃取極性與熱不穩定的化合物
2、蒸餾法
(1)常壓蒸餾
(2)減壓蒸餾
(3)水蒸汽蒸餾
(4)分餾
3、溶劑提取法
(1)浸提法
(2)萃取法
(3)超臨界流體萃取
(4)微波萃取
4、色層分離法
(1)吸附色譜分離
(2)分配色譜分離
(3)離子交換色譜分離
5、化學分離法
(1)磺化法和皂化法:除去油脂的方法,常用於農葯分析中樣品的凈化。
(2)沉澱分離法:
(3)掩蔽法:
6、濃縮法
(1)常壓濃縮法
(2)減壓濃縮法
Ⅳ 生物樣品的採集、制備和化學處理
85.3.1.1 生物樣品的採集
生物的種類繁多,成分復雜。同一種類的生物,其成分及其含量也會因品種、產地、成熟期、加工或保存條件不同而存在相當大的差異; 同一分析對象的不同部位,其成分和含量也可能有較大差異,因此樣品的採集必須從大量的、組成成分不均勻的被檢物質中採集能代表全部被檢物質的樣品。
組成不均勻的固體樣品 (肉、魚、果品、蔬菜、頭發等) ,個體大小、成熟程度、不同部位差異較大,取樣更應注意代表性,可按下述方法采樣。
肉類 根據分析目的和要求不同,有的可從不同部位采樣,混合後形成原始樣品,再分取縮減得到所需數量的代表該只動物的平均樣品。有的從一隻或很多隻動物的同一部位采樣,混合後形成原始樣品,再分取縮減得到所需數量的代表該動物某一部位情況的均勻試樣。
魚類可隨機採取多個檢樣,切碎、混勻後形成原始樣品,再分取縮減得到所需數量的平均樣品。對個體較大的魚,可從若干個體上切割少量可食部分得到檢樣,切碎、混勻後形成原始樣品,再分取縮減得到所需數量的均勻試樣。
果蔬體積較小的,可隨機採取若干個整體作為檢樣,切碎、混勻形成原始樣品,再分取縮減得到所需數量的平均樣品。體積較大的(如西瓜、蘋果、蘿卜等),可按成熟度及個體大小的組成比例,選取若干個個體作為檢樣,對每個個體按生長軸縱剖分4份或8份,取對角線2份,切碎、混勻得到原始樣品,再分取縮減得到所需數量的平均樣品。體積蓬鬆的葉菜類(如菠菜、小白菜等),由多個包裝分別抽取一定數量的檢樣,混合後搗碎、混勻形成原始樣品,再分取縮減得到所需數量的均勻試樣。
人發人發樣一般以2~5g為宜,要求取同一部位的頭發,男發以枕部為准,女發原則上選取短發,取得的頭發應洗凈,烘乾保存。
貽貝類用純凈的自來水沖洗泥沙,去外殼,並將貝肉搗碎混勻,分取部分作試樣。
籽粒類要在脫粒後混勻,鋪開後用方格法和四分法縮分,取得所需的試樣。
85.3.1.2 生物樣品的干基制備
各類生物樣品送達實驗室時,應及時制樣。若無法及時制樣,應將樣品保存於冰櫃中,以免腐爛變質。由於生物樣品制樣工作量大,應與送樣方協調好送樣事宜,以便送檢樣能及時處理,送檢樣要做好記錄工作。
由於生物樣品一些元素含量太低,直接用鮮樣進行測試,很多元素的報出率不足,難以達到分析要求;以鮮樣製成干基後,一方面能大幅度提高分析元素的檢出限,另一方面生物樣由於製成干基使樣品更為均勻,干基樣品分析手段更趨多樣合理,同時也便於樣品保存,使外檢成為可能。
生物樣品的種類繁多,所含的水分、脂肪、糖分、蛋白質差異較大,因此不同種類的生物樣品制備方式各異,不同種類的生物樣品的干基制備可採用如下辦法。
蔬菜類樣品先剔除已萎蔫部分後,用自來水洗去帶泥土、灰土或沾有的肥料、農葯等,多次洗滌干凈後,蒸餾水再沖洗干凈、擦乾後立即稱其鮮樣質量,切成細塊狀,用電風扇吹過夜(目的是除去表面水分)後置於60℃烘箱烘至乾燥,稱量,計算干濕比。干樣用高速破碎機製成粉樣,用紙袋外套塑料袋封裝保存。
水果類樣品剝取(或切取)有代表性的足量樣品,稱量後切成小塊,於烘箱60℃烘乾,稱干基質量,計算干濕比。由於有些果實含糖分較高,容易吸潮發黏,故試樣在烘乾後應立即制樣,用高速破碎機製成粉樣用紙袋外套塑料袋封裝,保存於乾燥器中,及時分析。若已制的樣品放置時間過長而吸潮結塊,需在樣品測試前於烘箱60℃烘乾後重新制樣。
貽貝類樣品先將樣品剔除空殼及石子泥沙等外來物後,表面清洗干凈,將清洗干凈的樣品先冷凍過夜後再取出去殼(目的是貝類產品凍死後易於剝殼),稱量後於60℃烘乾,稱干基質量,計算干濕比。干樣經高速破碎機製成粉樣,用紙袋外套塑料袋封裝保存。
人發樣品發樣先經1%的中性無磷洗潔精浸泡12h,用自來水沖洗干凈,剪成細段,再用蒸餾水沖洗干凈,最後用去離子水清洗2次,於60℃烘乾備用。
籽粒類樣品由於樣品為固體,水分含量少、硬度較大,可先烘乾後用粉碎機或研缽磨碎並混勻。若為需脫殼的穀物,可用專用設備先脫殼,後去膜,再烘乾後於高速破碎機製成粉樣,試樣用紙袋外套塑料袋封裝保存。
魚類樣品用刀切下可食部分,稱量後剁成細塊,置於60℃烘乾,稱量,計算干濕比,於高速破碎機製成粉樣。
葉片類樣品先用水進行漂洗,再用1%的中性無磷洗潔精洗去污物後,用自來水多次洗滌,蒸餾水沖洗干凈,擦乾後稱量,於烘箱60℃烘乾,稱量,計算干濕比,干樣用高速破碎機製成粉樣,用紙袋外套塑料袋封裝保存。
根、莖、枝類樣品用自來水多次沖洗干凈後,再用蒸餾水沖洗干凈,擦乾,稱其鮮樣質量,用鍘刀切成或剪刀剪成細片,置於烘箱60℃烘乾,稱量,計算干濕比,干樣用高速破碎機製成粉樣,用紙袋外套塑料袋封裝保存。
難以採集的生物樣品(如浮游植物)由於採集的樣品量較少,可直接取鮮基於消解灌中,60℃烘至近干,再加酸消解分析。
對於難以製成干基的樣品(如含脂肪較高的樣品)呈直接將檢樣搗成勻漿,取樣後直接分析。
注:干濕比指生物樣品鮮基質量與干基質量的比值,生物試樣檢測結果採用干基結果報出時,同時報出含水率。也可換算為鮮基結果報出:鮮基結果=干基結果×干濕比。
注意事項
由於生物樣品類型各異,因此在實際干基製作中,參照以上干基製作的同時可採取靈活變通的辦法。在樣品加工中要避免所用器具帶來的污染,所用的各種器具和容器應盡量選用惰性材料,如不銹鋼、合金材料、玻璃、陶瓷、高強度塑料等。
85.3.1.3 生物試樣的化學前處理
由於近代科學技術的發展,在分析化學領域中,與人體健康密切相關的微量元素分析研究愈來愈受到人們的重視。原子吸收光譜法、電感耦合等離子體發射光譜法、等離子體質譜法、原子熒光光譜法、電化學分析法等在生物試樣分析中得到廣泛應用。
生物試樣組成復雜,有機質含量高、基體干擾較大,因而生物試樣元素分析的成敗,在一定程度上取決於試樣的消解方法。目前得到廣泛應用的消解方法主要有高溫爐干法灰化法、敞口濕法消化法、高壓封閉罐消化法和微波消解法。
各種消解方法的原理與特點分述如下。
(1)干法灰化
干法灰化是一種用高溫灼燒的方式破壞試樣中有機物的方法,因而又稱為灼燒法,試樣在灰化爐(一般溫度為550℃)中被充分氧化。除汞等易揮發元素外,大多數金屬元素和部分非金屬元素的測定都可採用這種方法對試樣進行預處理。
原理。一定量的試樣在坩堝中加熱,使其中的有機物脫水、炭化、分解、氧化之後,再置於高溫的灰化爐(一般溫度為500~550℃)中灼燒灰化,使有機成分徹底分解為二氧化碳、水和其他氣體而揮發,直至殘渣為白色或淺灰色為止,所得的殘渣即為無機成分,用酸提取的溶液即可供測定。
方法特點。方法的優點:①基本不添加或添加很少量的試劑,故空白值較低。②多數試樣經灼燒後所剩下的灰分體積很小,故可加大稱樣量,改善檢出限,提高檢出率。③有機物分解徹底。④操作簡單,灰化過程中不需要看管,可同時做其他實驗的准備工作。方法的缺點:①處理樣品所需要的時間較長。②由於敞口灰化,溫度高,容易造成某些揮發性元素的損失。③盛裝試樣的坩堝對被測組分有一定的吸留作用。由於高溫灼燒使坩堝材料結構改變成微小孔穴,使某些被測組分吸留於孔穴中很難溶出,致使測定結果和回收率偏低。
(2)常壓濕法消化
常壓濕法消化簡稱消化法,是常用的試樣無機化方法。即向樣品中加入強氧化劑(如濃硫酸、硝酸、高氯酸、高錳酸鉀等)而使其消化,被測物質呈離子狀態保存在溶液中。
原理。通過向試樣中加入氧化性強酸(如濃硝酸、濃硫酸和高氯酸),並結合加熱消煮,有時還要加一些氧化劑(如高錳酸鉀、過氧化氫)或催化劑(硫酸銅、硫酸汞、二氧化硒、五氧化二釩等),使試樣中的有機物質被完全分解、氧化,呈氣態逸出,而待測成分則轉化為離子狀態存在於消化液中,供測試用。在實際工作中,經常採用多種試劑結合使用。
方法特點。方法的優點:①由於使用強氧化劑,有機物分解速度快,消化所需時間短。②由於加熱溫度較干法灰化低,故可減少金屬揮發逸散的損失,同時容器的吸留也少。③被測物質以離子狀態保存在消化液中,便於分別測定其中的各種微量元素。方法的缺點:①在消化過程中,有機物快速氧化常產生大量有害氣體,因此操作需在通風櫥內進行。②消化初期,易產生大量泡沫外溢,故需操作人員時時照管。③消化過程中大量使用氧化劑等,試劑用量較大,空白值偏高。
(3)高壓罐消解法
高壓罐消解法是指試樣於密閉的高壓消解罐中,加入消解劑,在高壓狀態下,達到分解試樣的目的。
原理。試樣在高壓狀態下,進行內部加熱,通過消解劑的氧化作用,試樣的表面層不斷地攪動破裂,不斷產生新鮮表面與之反應,分子間產生高速碰撞和摩擦,促使試樣迅速分解。
方法特點。方法的優點:①試樣消化完全、試劑用量少、空白值低。②特別適合揮發性元素如Hg、Se、As的分解測定。③勞動強度低、操作簡單。目前已在生物、地質、冶金、煤炭、醫葯、食品等領域得到廣泛應用。方法的缺點:①試樣處理較其他方法危險。②對消解罐的密封性、耐壓性要求高。③消解罐的投資成本大。
(4)微波消解法
微波消解法是一種嶄新的、高效的樣品消解方法,是將樣品置於密閉消解罐中,採用微波加熱方式,達到樣品消解的目的。
原理。微波是一種頻率范圍為300~3000000GHz的電磁波,具有內加熱及吸收作用等傳統加熱不具備的獨特優點。以這樣的微波場作用於液態性分子,分子即以每秒24.5億次的速度不斷改變正負方向,分子間產生高速碰撞和摩擦,於是產生高熱;對於離解物質,在微波場的作用下,離子定向流動形成離子電流,並在流動中與周圍的分子和離子發生碰撞和摩擦,從而轉化為熱能,促使試樣迅速溶解。
方法特點。方法的優點:①試樣消化完全、節能、省時、污染少。②適合易揮發性元素的分解測定。③操作簡單,勞動強度低。方法的缺點:①試樣處理較其他方法危險。②對消解罐的密封性、耐壓性要求高。③每次處理試樣數量少,對大批量、多重復的實驗比較麻煩。④設備昂貴,分析成本高。
Ⅵ 常用的樣品預處理方法有哪些
1.溶劑提取法,同一溶劑中,不同物質具有不同的溶解度。利用混合物中各物質溶解度的不同將混合物組分完全或部分分離的過程稱為萃取,也稱提取,常用方法有以下幾種:
2.浸提法:浸提法又稱浸泡法。用於從固體混合物或有機體中提取某種物質,所採用的提取劑,應既能大量溶解被提取的物質,又要不破壞被提取物質的性質。為了提高物質在溶劑中的溶解度,往往在浸提時加熱。如用索氏抽提法提取脂肪。提取劑是此類方法中重要因素,可以用單一溶劑,也可以用混合溶劑。
在進行鹽析工作時,應注意溶液中所加入的物質的選擇。它應是不會破壞溶液中所要析出的物質,否則達不到鹽析提取的目的。
磺化法和皂化法:這是處理油脂或脂肪樣品時經常使用的方法。例如,殘留農葯分析和脂溶性維生素測定中,油脂被濃硫酸磺化,或被鹼皂化,由疏水性變成親水性,使油脂中需檢測的非極性物質能較容易地被非極性或弱極性溶劑提取出來。
5.沉澱分離法:沉澱分離法是利用沉澱反應進行分離的方法。在試樣中加入適當的沉澱劑,使被測組分沉澱下來,或將干擾組分沉澱除去,從而達到分離的目的。
6.掩蔽法:利用掩蔽劑與樣液中的干擾成分作用,使干擾成分轉變為不幹擾測定的狀態,即被掩蔽起來。運用這種方法,可以不經過分離干擾成分的操作而消除其干擾作用,簡化分析步驟,因而在食品分析中應用十分廣泛,常用於金屬元素的測定。
7.色層分離法:色層分離法又稱色譜分離法,是一種在載體上進行物質分離的方法的總稱。根據分離原理的不同,可分為吸附色譜分離、分配色譜分離和離子交換色譜分離等。此類方法分離效果好,近年來在食品分析中應用得越來越廣泛。色層分離不僅分離效果好,而且分離過程往往也就是鑒定的過程。本法常用於有機物質的分析測定。
8.吸附色譜分離:吸附色譜分離法利用聚醯胺、硅膠、硅藻土、氧化鋁等吸附劑,經過活化處理後,具有適當的吸附能力,可對被測組分或干擾組分進行選擇性的吸附而達到分離的目的。比如:食品中色素的測定,可將樣品溶液中的色素經吸附劑吸附(其他雜質不被吸附),經過過濾、洗滌,再用適當的溶劑解吸,得到比較純凈的色素溶液。吸附劑可以直接加入樣品中吸附色素,也可將吸附劑裝入玻璃管製成吸附柱或塗布成薄層板使用。
9.分配色譜分離:分配色譜分離法根據兩種不同的物質在兩相中的分配比不同進行分離的,兩相中一相是流動的,稱為流動相;另一相是固定的,稱為固定相。
當溶劑滲透於固定相中並向上滲透時,分配組分就在兩相中進行反復分配,進而分離,例如,多糖類樣品的紙上層析,樣品經酸水解處理,中和後製成試液,在濾紙上進行點樣,用苯酚-1%氨水飽和溶液展開,苯胺鄰苯二酸顯色劑顯色,於105℃加熱數分鍾,可見不同色斑:戊醛糖(紅棕色)、己醛糖(棕褐色)、己酮糖(淡棕色)、雙糖類(黃棕色)的色斑。
10.離子交換色譜分離:離子交換色譜分離法是利用離子交換劑與溶液中的離子之間所發生的交換反應來進行分離的方法。根據被交換離子的電荷分為陽離子交換和陰離子交換。該法可用於從樣品溶液中分離待測離子,也可從樣品溶液中分離干擾組分。
分離操作可將樣液與離子交換劑一起混合振盪或將樣液緩緩通過事先制備好的離子交換柱,則被測離子與交換劑上的H+或OH-發生交換,被測離子或干擾組分上柱,從而將其分離。例如,可以利用離子交換色譜分離法制備無氨水、無鉛水及分離比較復雜的樣品。
11.濃縮法:食品樣品經提取、凈化後,有時凈化液的體積較大,被測組分的濃度太低,會影響最後結果的測定。此時需要對被測樣液進行濃縮,以提高被測成分的濃度。常用的方法有常壓濃縮和減壓濃縮兩種。
12.常壓濃縮法:常壓濃縮法只能用於待測組分為非揮發性的樣品試液的濃縮,否則會造成待測組分的損失。操作可採用蒸發皿直接揮發。如果溶劑需要回收,則可用一般蒸餾裝置或旋轉蒸發器。該法操作簡便、快速,是常用的方法。
13.減壓濃縮法:減壓濃縮法主要用於待測組分為熱不穩定性或易揮發的樣品凈化液的濃縮,其樣品凈化液的濃縮需採用K-D濃縮器。濃縮時,水浴加熱並抽氣減壓,以便濃縮在較低的溫度下進行,且速度快,可減少被測組分的損失。食品中有機磷農葯的測定(如,甲胺磷、乙醯甲胺磷)多採用此法濃縮樣品凈化液。
樣品預處理所用時間遠遠大於色譜分離時間,佔分析消耗總成本最大,樣品預處理過程會消耗大量溶劑及其他化學品,是實驗重復性和准確性最差的環節,更是影響實驗結果好壞最重要因素。