第五章环境样品有机污染物分析的预处理技术2讲课教案.ppt

四、固相萃取的应用 水样的处理 大气样品的前处理 与其他分析技术联用 第三节 固相微萃取 固相微萃取(Solid Phase Microextraction, SPME)是在固相萃取基础上发展起来的新的萃取分离技术，由加拿大Waterloo大学Pawliszyn于1990年提出，具有操作简便、不需溶剂、萃取速度快等突出优点。 该技术使用的是一支携带方便的萃取器，适于室内使用和野外的现场取样分析，能在一个简单过程中同时完成了取样、萃取和富集，因此在短短的十几年间，得到了迅速发展。 一、固相微萃取的装置及操作过程 1. 固相微萃取的装置 固相微萃取装置简单，外形类似气相色谱微量器，主要由手柄（Holder）和萃取头（Fiber）两部分构成，萃取头是一根长约1cm表面涂不同色谱固定液或吸附剂的石英纤维，接在不锈钢针上，外套细的不锈钢针管（保护石英纤维不被折断及进样），纤维头可在针管内伸缩；手柄用于安装萃取头，推动萃取头进出针管。 图5-1 SPME 装置图 2. 固相微萃取的操作过程 固相微萃取的操作过程分为萃取过程和解析过程两步。 （1）萃取过程 平时萃取头就收缩在细的针管内，当萃取样品时，将SPME针管穿透样品瓶隔垫，插入瓶中，推动手柄使萃取头伸出针管，萃取头可以浸渍在样品中或者置于样品上空进行顶空萃取，有机物就会吸附在萃取头上，经过2～30分钟后吸附达到平衡，然后缩回萃取头，将针管从样品瓶中退出，完成样品萃取过程。 （2）解析过程 以气相色谱为例，将针管插入气相色谱仪的进样口，伸出萃取头，使吸附在萃取头的被分析样品热解吸，释放进入毛细管柱中分离测定，缩回纤维头，移去针管。 二、固相微萃取法的原理 以水样萃取为例，固相微萃取法原理是建立在待测物在水相及固定相（萃取涂层）中的平衡分配基础上的。 设固定相所吸附的待测物的量为Ws，因待测物总量在萃取前后不变，故得到： C0·V2=C1·V1+C2·V2 ………………(1) 式中，C0是待测物在水样中的原始浓度；C1、C2分别为待测物达到吸附平衡后在固定相和水样中的浓度；V1、V2分别为固定相液膜和和水样的体积。 当吸附达到平衡时，待测物在固定相与水样间的分配系数K有如下关系： K= C1/ C2………………(2) 平衡时固定相吸附待测物的量Ws＝C1·V1，故  C1＝Ws/ V1 由式（1）得 将C1及C2代入（2）并整理后得 …(3) 由于V1V2，式（3）中C1·V12可忽略，整理后得： Ws＝K·C0·V1………………(4) 由式（4）可知，Ws与C0、V1成正比。决定K值的主要因素是萃取头固定相的类型，因此，对某一种或某一类化合物来说，选择一个特异的萃取固定相十分重要。萃取头液膜越厚，Ws越大，通常液膜厚度为5～100μm，这已比一般毛细管柱的液膜（0.2～1μm）厚得多。 三、固相微萃取法萃取条件的选择 1.萃取头的选择 萃取头应由被萃取组分的分配系数、极性、沸点等参数来确定。目前常用的萃取头类型及适用范围如下： 萃取头类型 适用范围 萃取头类型 适用范围 100μm PDMS萃取头 30μm PDMS萃取头 挥发性、低分子量、低极性、低沸点物质，如苯类、有机合成农药等，Tmax：220℃，Trec200℃。 非极性半挥发性、中低沸点(＜200℃)物质，Tmax：280℃，Trec：200～270℃。 7μm PDMS萃取头 85μm PA萃取头 非极性半挥发性，中高沸点(b.p.＞200℃)物质和中等极性物质，如苯甲酸酯、多环芳烃等，Tmax：340℃，Trec：220～320℃。 强极性半挥发性物质，如酚、亲水性杀虫剂等，Tmax：310℃，Trec：220～300℃。 表5-4 萃取头类型及适用范围 注：PDMS－聚二甲