Proovide eeltöötluse tähtsus
Näidise eeltöötlus on instrumentaalse analüüsi (eriti kromatograafilise analüüsi) aeganõudev ja vigade tekitav samm. Prooviravi kvaliteet mõjutab otseselt kromatograafilise analüüsi lõpptulemust. Seetõttu on oluline probleem analüüsi ja määramise tõhususe parandamiseks, valimi ettevalmistamise meetodite ja tehnikate parandamiseks ja optimeerimiseks. Kuna mõned proovid kuuluvad keerukatesse maatriksisüsteemidesse, mis sisaldavad komponente nagu valgud, õlid, süsivesikud, pigmendid jne, põhjustab keeruline maatriksi taust analüüsitavate sihtmärkide ekstraheerimise, eraldamise, puhastamise ja määramise jaoks suuri vaeva. Seetõttu pole proovide eeltöötlus mitte ainult keeruline ja keeruline, vaid sellel on ka otsustav roll analüüsi tulemuste täpsuses, usaldusväärsuses ja tundlikkuses.
Näidise eeltöötluse ajatarbimise protsent
LC/MS/MS väga tundlike instrumentide puhul on maatriksi häirete ja rikastavate komponentide vähendamiseks ülioluline nõuetekohane proov.
Näidise eeltöötluse põhimõtted
Vältige komponentide keemilisi muutusi ettevalmistamise ajal; ennetatavate komponentide saastumist vältida ja vältida; minimeerige ebaoluliste ühendite sissetoomine ettevalmistamise protsessi; ja muuta see võimalikult lihtsaks ja lihtsaks.
Proovide eeltöötluse eesmärk
Eemaldake osakesed; vähendada segavaid lisandeid; kontsentraadi jäljekomponendid; parandada tuvastustundlikkust ja selektiivsust; parandada eraldamise efekti; kaitsta kromatograafilisi veergusid ja instrumente; Lahusti asendamine.
Valimi eeltöötluse arengusuund
▶ Ühine proov eeltöötlus hõlmab järgmist: seedimismeetod: proovi paigutamise meetod happe, oksüdeerija, katalüsaatori jms abil refluksseadmesse või suletud seadmesse, kuumutamine ja lagundamine ja hävitamine orgaaniline aine. Niiske seedimismeetod
1. lämmastikhappe seedimismeetod (selgemate vesilahuse proovide jaoks) 2. Lämmastikhappe-perkloriinhappe seedimismeetod (raskesti oksüdeeruvat orgaanilist ainet sisaldavate proovide seedimine) 3. Lämmastikhappehappe-sulfurhappe seedimise meetod (lämmastikhape: 4. peroksiid) 4. Happe-fosforhapete seedimise meetod (aitab kõrvaldada Fe 3+ ioonide häireid määramise ajal) 5. Väävelhappe-käest permanganaadi seedimismeetod (mida tavaliselt kasutatakse Mercury vesilahuse proovide määramiseks) 6. Läikikuhappe-hydrogeenperoksiidide seedimismeetod: Mõned inimesed kasutavad seda meetodit nitrogeeniks: mõned inimesed seda määravad nitrogeeniks: see meetod Nitroloogiasse. Booron, arseeni, fluori ja muud elemendid 7. Mitmekomponendiline seedimismeetod: on vajalik kolme või enama happe- või oksüdeeriva seedimissüsteemi. Kuiva tuha meetod (kõrge temperatuuriga lagunemismeetod)
1. Tuha meetod ei kasuta ega kasuta väikeste koguse keemilisi reagente proovide lagundamiseks ja suudab suuremate kaalumisproovidega hakkama saada, seega on kasulik parandada mikroelementide määramise täpsust. 2.. Ashingu temperatuur on üldiselt 450-550 kraad, mis ei sobi lenduvate komponentidega proovide töötlemiseks ja ka ashingiaeg on suhteliselt pikk. 3. Vastavalt mõõdetavate komponentide proovi tüübile ja mõõdetavate komponentide omadustele on valitud erinevad tiiglid ja lehud temperatuurid. Tavaliselt kasutatavad tiiglid on kvarts, plaatina, hõbe, nikkel, raud, portselan, polütetrafluoroetüleen ja muud omadused. Põhimõte on see, et tiigel ei reageeri prooviga ja on töötlemistemperatuuril stabiilne. 4. Tavaliselt ei lisata baboloogilistele proovidele muid reaktiive, vaid lagunemise soodustamiseks ja teatud elementide lendumise kadumise pärssimiseks lisatakse sageli sobiv kogus abistavat ainet. Pärast proovi täielikku tuhat lahustub see analüüsimiseks ja määramiseks lahjendatud lämmastikhappes või vesinikkloriidhappes.
Conventional pretreatment methods Extraction and enrichment 1. Extraction method 1. Oscillation extraction method (vegetables, fruits, grains) 2. Tissue crushing extraction (extracting organic pollutants from animal and plant tissues) 3. Soxhlet extraction (commonly used to extract organic pollutants such as pesticides, petroleum, phenylhydrazine and pyrene from biological and soil samples) 2. Volatilization and evaporation concentration The volatile separation method uses the high volatility of certain components or converts the components to be measured into volatile substances, and then uses inert gas to take them out to achieve the purpose of separation. Evaporation concentration refers to heating the water sample on a hot plate or in a water bath to slowly evaporate the water, so as to reduce the volume of the water sample and concentrate the components to be measured. 3. Distillation method uses the different boiling points of the components of the water sample to separate them from each other; when determining volatile phenols, cyanides, and fluorides in water samples, they must first be pre-distilled and separated in an acidic medium; distillation has three functions: digestion, enrichment, and separation. 4. Ion exchange method uses ion exchangers to exchange reactions with ions in the solution for separation. Ion exchangers can be divided into inorganic ion exchangers and organic ion exchangers (ion exchange resins). ㈤ Coprecipitation method: The phenomenon that a poorly soluble compound in a solution carries out certain coexisting trace components in the process of forming a precipitate. The principle of coprecipitation is based on surface adsorption, the formation of mixed crystals, the interaction and inclusion of heteroelectron nuclei colloidal substances, etc. 1. Coprecipitation separation using adsorption: Common carriers include Fe (OH) 3, Al (OH) 3, Mn (OH) 2 and sulfides, etc. 2. Coprecipitation separation using the formation of mixed crystals 3. Coprecipitation separation using organic coprecipitants ㈥ Adsorption method: Use porous solid adsorbents to adsorb one or several components in the water sample on the surface to achieve the purpose of separation. Commonly used adsorbents include activated carbon, alumina, molecular sieves, large mesh resins, etc. The polluted components adsorbed and enriched on the surface of the adsorbent can be desorbed by organic solvents or heated for determination. ㈦ Chromatography Chromatography is divided into column chromatography, thin layer chromatography, paper chromatography, etc., and adsorbents are divided into inorganic adsorbents and organic adsorbents. ㈧ Sulfonation and saponification Sulfonation: The interfering substances such as fats and waxes in the extract can undergo sulfonation reaction with concentrated sulfuric acid to generate highly polar sulfonic acid compounds, which are separated from the pesticides in the extract as the sulfuric acid layer separates. The sulfonation method uses the saponification reaction of oils and fats with strong alkali to generate fatty acid salts and separate them. ㈨ Low-temperature freezing method is based on the principle that the solubility of different substances in the same solvent varies with temperature to separate them from each other. ㈩ Principle of extraction: The distribution coefficient of substances in different solvent phases is different, so as to achieve the separation and enrichment of components. Types of conventional liquid-liquid extraction Extraction of organic substances: Organic substances separated in the aqueous phase are easily extracted by organic solvents Extraction of inorganic substances: First, a reagent is added to combine with the ionic components in the aqueous phase to generate a substance that is uncharged and easily soluble in organic solvents. The reagent, organic phase, and aqueous phase together form an extraction system. According to the different types of extractables generated, it can be divided into chelate extraction system, ion-association complex extraction system, ternary complex extraction system, and synergistic extraction system. Overview of solid phase extraction (SPE) It is developed by combining liquid-solid extraction and column liquid chromatography technology. SPE is a column chromatography separation process, which has many similarities with high performance liquid chromatography (HLPC) in terms of separation mechanism, stationary phase and solvent selection. The particle size of SPE filler (>40 μm) on suurem kui HLPC (3-10 μm). Seetõttu saab SPE -d kasutada ainult väga erinevate säilitusomadustega ühendite eraldamiseks. SPE -tehnoloogiat, millel on madala eraldamise efektiivsus, kasutatakse peamiselt proovide töötlemiseks. SPE eesmärk on eemaldada ained, mis segavad proovist hilisemat analüüsi; rikasta jäljekomponente ja parandada analüütilist tundlikkust; Muutke proovilahusti, et see vastaks analüütilisele meetodile; in situ derivatiseerimine; proovi magestamine; ning hõlbustada proovide ladustamist ja transportimist. Paigaldamise SPE veerg: täiteaine osakeste suurus erineb HLPC veeru täiteainest ja ülejäänud on sama. Enim kasutatud on C18 etapp. Seda tüüpi täiteaine on väga hüdrofoobne ja näitab vesifaasis enamiku orgaaniliste ainete peetust; Samuti kasutatakse muid erineva selektiivsuse ja säilitusomadustega materjale. Derivatiseerimisreaktsioonide analüüsimiseks saab kasutada aktiivsete rühmadega või aktiivsete ühenditega kaetud SPE -faase. SPE ketas: väga sarnane membraanifiltritega. Kettaekstraktor on PTFE ketas, mis sisaldab täiteainet või klaaskiust, mis on laaditud täitematerjaliga; Täiteaine moodustab umbes 60–90% kogu SPE ketast ja ketta paksus on umbes 1 mm. Erinevus endisest on voodi paksus/läbimõõt (L/D) suhe. Sobib veest jäljeliste saasteainete rikastamiseks. Tahke faasi mikroekstraktsioon (SPME) Offline ja veebipõhine SPE Offline SPE 1. SPE ja analüüs viiakse läbi iseseisvalt ning SPE pakub ainult sobivaid proove järgnevaks analüüsiks. 2. Proovilahuse ja täiteaine vahel piisava kontakti tagamiseks ei saa lahusti vool olla liiga kõrge. 3. selle saab täita automatiseeritud instrumentide abil. Automaatne SPE -instrument koosneb kolonniriiulist, kolbpumbast, vedelast reservuaarist, torujuhtmest ja prooviprotsessorist. Online -SPE on tuntud ka kui veebipõhine puhastus- ja rikastustehnoloogia, mida kasutatakse peamiselt HLPC analüüsi loomiseks SPE meetodi veeru eeltöötluse eesmärk: 1. Eemaldage lisandid, mis võivad täiteaines esineda; 2. Lahustage täiteaine ja parandage tahke faasi ekstraheerimise proovi lisamise 1. Analüütide kadumise vältimiseks ei tohiks proovi lahusti kontsentratsioon olla liiga kõrge; 2. Vastupidise faasi mehaanikaga ekstraheerimisel kasutatakse lahustina vett või puhvrit ja orgaanilise lahusti kogus ei ületa 10% (maht/maht); 3. Analüütide kaotuse ületamiseks proovi lisamise ajal saab proovi lahjendamiseks kasutada nõrku lahusteid, vähendada proovi mahtu, suurendada SPE kolonni täiteaine kogust ja valida adsorbendid, millel on tugev analüüti tugev. Elueerimine ja analüütide kogumine (teine juhtum on, et lisandid säilitatakse, kuni analüüdid kolonni läbivad) (tahke faasi ekstraheerimine tahke dispersioonikeskkonnaga) 1. Pöördfaasi ekstraheerimise veergude jaoks on puhastuslahust vesi või puhver, mis sisaldab sobivat orgaanilise lahusti kontsentratsiooni; 2. Puhastuslahusti optimaalse kontsentratsiooni ja mahu määramiseks lisage proov SPE kolonni, puhastage see 5–10 -kordse SPE kolonni voodi mahuga, koguge ja analüüsige heitvee omakorda ning hankige analüüsi jaoks puhastuslahusti elueerimisprofiili. Suurendage puhastuslahusti tugevust omakorda ja määrake puhastuslahusti sobiv tugevus ja maht vastavalt erineva tugevusega analüüdi elueerimisprofiilile; 3. Elueerimise ja kogumise eesmärk: Analüüti täielikult elada ja koguda seda väikseimasse mahuosa, säilitades samal ajal võimalikult palju lisandeid, mis on tugevamalt säilinud kui SPE kolonni analüüdi; 4. Analüüdi kontsentratsiooni suurendamiseks või lahusti omaduste kohandamiseks järgneva analüüsi jaoks saab kogutud analüüdifraktsiooni puhuda lämmastikuga kuivaks ja seejärel lahustada väikeses lahusti. SPE keskkonnaanalüüsi rakendamine 1. Analüütide kontsentratsioon keskkonnaproovides nagu pinnavesi on väga madal ja analüüti tuleb enne analüüsi rikastada. 2. Bioloogiliste vedelike koostis on keeruline ja sisaldab suures koguses valku. Enne analüüsi tuleb valimi eemaldamiseks eeltöötleda valimit. Ravimite analüüs kliiniline analüüs Toidu- ja joogianalüüs tahke faasi mikroekstraktsiooni (SPME) tahke faasi mikroekstraktsioon integreerib "proovivõtu, ekstraheerimise, kontsentratsiooni ja süstimise" ning seda saab kasutada koos gaasikromatograafiaga või kõrge jõudlusega vedelikkromatograafiaga proovide eeltöötlemise tehnoloogia jaoks. Tahke faasi mikroekstraktsiooni teooria tasakaaluteooria: adsorptsiooniprotsessi ajal luuakse tahke ja vedeliku või gaasifaasi vahel adsorptsiooni tasakaal. Teatud aja jooksul, aeglase massiülekande protsessi tõttu, ei ole tasakaal täielikult saavutatud. Kattematerjali ekstraheerimise selektiivsus sõltub peamiselt kattematerjali jõudlusest. Vastavalt põhimõttele, et analüüdi ekstraheeritakse sarnase polaarsusega tahke faasi abil, valitakse sobiv SPE kattekiht. Kõige sagedamini kasutatavad ained tahke faasi katteks on polümetüülsiloksaan (PDM -id) ja polüakrülaat (PA), mida mõlemat saab kasutada gaasikromatograafia ja vedelikkromatograafia jaoks. Esimesi kasutatakse enamasti mittepolaarsete ühendite, näiteks lenduvate ühendite, polütsükliliste aromaatsete süsivesinike ja aromaatsete süsivesinike jaoks ning viimast kasutatakse enamasti polaarsete ühendite, näiteks triasiinide ja fenoolsete ühendite jaoks. Tahke faasikihti saab kvartskiudul katta sidemeta, ühendatud või osaliselt ristseotud kujul. Mõnede polümeeride lisamine kattele võib suurendada katte pindala ja parandada SPME tõhusust. 1. polüdimetüülsiloksaan-divinüülbenseen (PDMS-DVB), mida kasutatakse aromaatsete süsivesinike ja lenduvate ühendite jaoks. 2. polüetüleenglükool-divinüülbenseen (CW-DVB), mida kasutatakse polaarsete ühendite, näiteks alkoholide jaoks. 3. Polüetüleenglükool-templaatvaik (CW-TPR), mida kasutatakse ioniseeritud pindaktiivsete ainete jaoks 4. kvartkiust, mis on kaetud grafiidi süsiniku mustaga, mida kasutatakse vees ja õhus jäljeliste saasteainete analüüsimiseks. 5. Süsiniknanotoru ja titaandioksiidi nanotorude meetodite moodustamine 1. 1. Säilitage proovivõtutingimuste järjepidevus. 2. Proovide võtmist mõjutavad tegurid hõlmavad proovivõtmise aega, temperatuuri, kiudainete sügavust jne. 3. Hoidke reageerimise väärtuse ja analüüdi algkontsentratsiooni vahel lineaarset seost. Proovi kontsentratsioon ei saa olla liiga kõrge ja proovi maht ei saa olla liiga väike, nii et ekstraheerimine on adsorptsiooni isotermi lineaarses vahemikus. 4. proovile elektrolüütide lisamine võib suurendada lahuse ioonset tugevust, vähendades sellega analüüdi lahustuvust ja parandades ekstraheerimise efektiivsust; Proovi pH muutmine mõjutab suuremat mõju happeliste ja aluseliste ainete ekstraheerimise kiirusele. Märkus. Soola lisamise mõju mikroekstraktsioonile erineb mõnikord tavapärasest vedeliku-vedeliku ekstraheerimisest ja katsetingimused tuleb optimeerida. 5. segamine võib ekstraheerimise aega lühendada. Mikrolaineekstraheerimise (MAE) mikrolaineekstraheerimisel on lühike ekstraheerimise aeg, hea selektiivsus, kõrge taastumiskiirus, madal reaktiivi kasutamine, madal reostus, võib kasutada vett ekstraheerijana ja võib automaatselt kontrollida proovi ettevalmistamise tingimusi; Sellel on vähem rakendusi ja seda kasutatakse praegu polütsükliliste aromaatsete süsivesinike, pestitsiidide jääkide, organometalliliste ühendite, taimede toimeainete, kahjulike ainete, metallide, mineraalide, vere ja pestitsiidide jääkide bioloogilistes proovides. Mikrolaine ekstraheerimismeetodite põhimõtted ja omadused neelavad mikrolaineid (vesi, etanool, happed, leelised ja soolad) mikrolaineekstraheerimise kõrge efektiivsus: 1. Mikrolainete otsene toime eraldatud ainetele; 2. Mikrolaine ekstraheerimiseks on soodsam kasutada polaarseid lahusteid kui mittepolaarsed lahustid; 3. Suletud konteinerite kasutamine võimaldab mikrolaineekstraktsiooni teha palju kõrgemal kui lahusti keemistemperatuur, parandades märkimisväärselt mikrolaineekstraheerimise efektiivsust mikrolainete (metalliainete) mikrolainete (mittepolaarsete ainete) mikrolainete ja meetoditega (põhikomponendid) ja temperatuuride suhtes), mis on spetsiaalselt valmistatud mikrolainete ja temperatuuride abil), mis on spetsiaalselt valmistatud mikrolaineavete ja temperatuuride abil), mis on spetsiaalselt ette nähtud. Mitme õõnsus 2450MHz: korraga saab valmistada mitut proovi, ekstraheerimistingimusi on lihtne kontrollida ja ekstraheerimine on kiire. Tavapärane mikrolaineekstraheerimismeetod: Segage ekstraheeritud proovidega polaarsed lahustid või polaarsete lahustite ja mittepolaarsete lahustite segu, pange need mikrolaineproovi ettevalmistamise anumatesse ja kuumutage mikrolaineproovi ettevalmistamise süsteemis suletud olekusse. Kontrollige ekstraheerimisrõhku või temperatuuri ja aega vastavalt ekstraheeritud komponentide nõuetele; Kuumutamise lõpus filtreerige proov ja filtraat mõõdetakse otse või mõõdetakse pärast vastavat töötlemist. Tavaoludes on mikrolaineekstraheerimise kuumutamise aeg umbes 5–10 minutit. Ekstraheerimislahusti ja proovi kogumaht ei tohi ületada 1/3 proovi ettevalmistamise tassi mahust. Ühe režiimiga fookus 2450MHz: rõhu ja temperatuuri juhtimine pole vaja, proovi ettevalmistamise maht on suur, korraga saab valmistada ainult ühte proovi ja ekstraheerimise aeg on pikk. Ülekriitiline vedeliku ekstraheerimine (SCF)
Ülekriitiline vedelik (SCF) on vedelik, mille temperatuur ja rõhk on nii kriitilisest punktist kõrgemad. Selle enda omadused on: 1. Selle difusioonikoefitsient on väiksem kui gaasi oma, kuid üks suurusjärku suurem kui vedelik; 2. selle viskoossus on lähedal gaasi omale; 3. Selle tihedus on sarnane vedeliku omaga ja kerge rõhu muutus võib põhjustada selle tiheduse olulist muutust; 4. Rõhu või temperatuuri muutused võivad põhjustada faasi muutusi. Ülekriitilise oleku põhiprintsiip, võetakse ülekriitilise vedelikuga ühendust eraldatava ainega, nii et see suudab selektiivselt eraldada polaarsuse, keemispunkti ja suhtelise molekulmassi komponendid ning superkriitilise vedeliku tiheduse ja dielektrilise konstandi suurenemisega suletud süsteemi ja polaarsuse suurenemisega suurenedes. Erinevate polaarsuste komponente saab samm -sammult kaevandada, kasutades programmi suurendamist. Ülekriitilise süsinikdioksiidi lahustuvust: 1. lipofiilsed ja madala keetmise komponendid saab ekstraheerida madala rõhu korral (104 kPa); 2. Mida rohkem polaarrühmi ühendil on, seda keerulisem on ekstraheerida; 3. Mida suurem on ühendi suhteline molekulmass, seda keerulisem on ekstraheerida. Modifikaator CO2 on mittepolaarne lahusti ja üldiselt lisatakse polaarlahusti, et parandada selle lahustuvust CO2-s, seega nimetatakse seda modifikaatoriks. Sagedamini kasutatavaid on metanool, atsetoon, etanool, etüülatsetaat jne. Modifikaatori mõju on piiratud. Superkriitilise vedeliku lahustuvuse muutmise ajal nõrgendab see ka ekstraheerimissüsteemi püüdmise mõju, mille tulemuseks on kaasnevate mõjude suurenemine, mis võib häirida analüütilist määramist. Kasutatud modifikaatori kogus peaks olema väike, tavaliselt ei ületa 5%. Ülekriitilise vedeliku ekstraheerimise tehnoloogia rakendamisel on looduslike ainete ekstraheerimisel suured eelised; Seda saab kasutada koos GC, IR, MS, LC jt -ga, et saada tõhusaks analüütiliseks meetodiks.
