第六章第三節(jié)樣品凈化技術(shù)

溶解后的樣品，進(jìn)入IC分析前，常需要凈化。凈化的方法有簡(jiǎn)單的濾膜過濾或進(jìn)一步處理，即從復(fù)雜基體中選擇性地富集痕量待測(cè)離子或選擇性地去除基體。常用的樣品凈化技術(shù)一般為固相萃取法、固相微萃取法、膜分離法等。固相萃取法(SPE)是一個(gè)非常有用的樣品處理技術(shù)，專門用來進(jìn)行分析前的樣品純化和濃縮，是由液-固萃取和柱-液相色譜技術(shù)相結(jié)合發(fā)展起來。1978年出現(xiàn)一次性SPE商品柱，自出現(xiàn)以來，以10%的年增長(zhǎng)率擴(kuò)大其應(yīng)用。在很多情況下，SPE作為制備液體試樣優(yōu)先考慮的方法取代了傳統(tǒng)的液-液萃取法。第三節(jié)

樣品凈化技術(shù)一、SPE的特點(diǎn)3.1

SPE特點(diǎn)及使用范圍⑴在許多分析方法中已經(jīng)取代傳統(tǒng)的溶劑萃取技術(shù)；⑵節(jié)省分析時(shí)間，簡(jiǎn)單，快速，是液-液萃取法的1/10；⑶不使用超純?nèi)軇瑴p少有機(jī)溶劑的使用和有機(jī)廢物的產(chǎn)生，消除溶劑對(duì)人體和環(huán)境的危害；⑷高效、快速，可同時(shí)處理多個(gè)樣品（小體積）；⑸提高回收率，改善重現(xiàn)性；⑹無乳化現(xiàn)象。

SPE是柱色譜分離過程，分離機(jī)理、固定相和溶劑的選擇等方面與HPLC有許多相似之處。SPE柱的填料粒徑﹥40μm，要比HPLC填料(3-10μm)大。由于柱床短和粒徑大，SPE柱效N比HPLC柱效N低得多。HPLC柱效N﹥10000；SPE柱效N﹥10-50。因此用SPE只能分離保留性質(zhì)有很大差別的化合物。二、SPE不足之處及性能比較缺點(diǎn)：⑴SPE的截面積小，流量低（環(huán)境和生物樣品）；⑵處理液體樣品的時(shí)間長(zhǎng)；⑶容易堵塞；⑷吸附劑生產(chǎn)批次之間的差異導(dǎo)致重現(xiàn)性差；⑸柱是一次性使用。

薄膜SPE具有截面積大，不易堵塞，可以高流量，處理時(shí)間短的特點(diǎn)，因而代替了柱形SPE的趨勢(shì)。

膜狀SPE有兩類:①薄膜中混合了各種化學(xué)鍵合固定相填料微粒，其中填料含量占90%；②薄膜本身直接經(jīng)化學(xué)反應(yīng)鍵合了多種不同的官能團(tuán)。

填料用量相同時(shí)，膜狀SPE流量大，流速低，處理時(shí)間短。柱狀與薄膜SPE性能的比較⑴從試樣中除去對(duì)后續(xù)分析有干擾的物質(zhì)；⑵富集痕量組分，提高分析靈敏度；⑶變換試樣溶劑，使之與分析方法相匹配；⑷原位衍生；（改善樣品其揮發(fā)性，減弱基團(tuán)和化合物極性，提高揮發(fā)度）。⑸試樣脫鹽；⑹便于試樣的儲(chǔ)存和運(yùn)送。三、SPE的使用范圍1.普通使用的SPE柱

容積為1-6mL的柱體，通常是醫(yī)用聚丙烯管，在兩片聚乙烯篩板之間填充0.1-2g填料，常用的填料是C18，這種填料疏水性強(qiáng)，在水相中對(duì)大多數(shù)有機(jī)物顯示保留，也可以使用其它具有不同選擇性和保留性質(zhì)的填料，如C8，-CN，-NH2，-C6H6，雙醇基填料，硅膠,氧化鋁，硅酸鎂，聚合物，離子交換劑，排阻色譜填料，親和色譜填料。3.2

SPE裝置一、柱構(gòu)型

近幾年，發(fā)展了許多金屬性SPE固定相，針對(duì)特定環(huán)境，毒品和生化試樣而設(shè)計(jì)的。具有活性基團(tuán)或經(jīng)活性化合物涂漬的SPE固定相可用于分析物衍生化反應(yīng)。對(duì)純度的考慮：①一般選用醫(yī)用聚丙烯作為柱體材料(含微量雜質(zhì)),當(dāng)經(jīng)處理的試樣后，用高靈敏度的方法(ECD，F(xiàn)ID，GC-MS)進(jìn)行分析，這些雜質(zhì)可能被檢測(cè)。為了降低SPE空白的雜質(zhì)，可選用玻璃，純聚四氟乙烯（PTFE）作為柱填料。篩板填料是另一個(gè)可能的雜質(zhì)來源。制作篩板的填料有聚丙烯，PTFE，不銹鋼和鈦金屬篩板不含有機(jī)雜質(zhì)，但易受酸的腐蝕。從柱體，篩板和填料都可能向試樣中引入雜質(zhì)，在建立和驗(yàn)證SPE的方法時(shí)，必須做空白萃取實(shí)驗(yàn)，這對(duì)痕量分析尤為重要。2.SPE盤

表觀上與膜過濾器十分相似，盤式萃取器是含有填料的PTFE圓片或載有填料的玻璃纖維片，后者較堅(jiān)固，無須支撐。填料約占SPE盤的60~90%，盤的厚度約1mm，由于填料顆粒緊密的嵌在盤片內(nèi)。SPE柱和盤式萃取器的主要區(qū)別：在有床厚度/直徑（L/d）比，對(duì)于等重的填料，盤式萃取的截面積比柱約大十倍，因而允許試樣以較高的流量通過，SPE盤的這個(gè)特點(diǎn)適合從水中富集痕量的污染物。1L純凈的地表水通過直徑為50mm的SPE盤僅需15~20min。1.離線SPESPE與分析獨(dú)立進(jìn)行，SPE僅為以后的分析提供合適試樣，與SPE柱相配合的SPE裝置非常簡(jiǎn)單。①憑借重力，溶劑就可以通過萃取柱,但流量較低。②使用注射器加壓或吸濾瓶抽氣可以增加溶解的流量。多支管抽氣裝置能夠同時(shí)處理數(shù)個(gè)萃取柱,為了使試樣溶液與填料有足夠的接觸,溶劑流量不應(yīng)過高。③對(duì)于SPE柱流量應(yīng)保持每分鐘數(shù)毫升。SPE盤截面積大，允許溶劑以較大的流量通過。離線SPE操作可以由SPE儀器完成：由柱架、活塞泵、儲(chǔ)液槽、管線和試樣處理器完成。二、在線和離線SPE2.在線SPE

在線SPE又稱在線凈化和富集技術(shù)，主要用于HPLC分析。通過閥切換將SPE處理試樣和分析統(tǒng)一在一個(gè)系統(tǒng)中。SPE操作步驟包括:(1)柱預(yù)處理；(2)加樣；(3)洗去干擾物；(4)回收分析物。3.3

SPE操作步驟

在加樣和洗去干擾物的步驟中，部分分析物有可能穿透SPE柱造成損失。而在回收分析物步驟中，分析物可能不被完全洗脫，僅有部分殘留在柱口。最理想的情況是分析物100%回收到收集的級(jí)分中，但并不是總能達(dá)到。萃取樣品之前，為潤濕固相萃取柱填料，用一滿管溶劑沖洗管。1.反相類型硅膠和非極性吸附劑介質(zhì)通常先使用數(shù)毫升甲醇通過萃取柱，再用水或緩沖溶液頂替滯留在柱中的甲醇。甲醇潤濕吸附劑表面和滲透鍵合烷基相，這些溶劑通常是與洗脫劑一樣，可消除固相萃取管上的雜質(zhì)及對(duì)分析物的干擾。2.正相類型硅膠和極性吸附劑介質(zhì)通常用樣品所用的有機(jī)溶劑來處理。離子交換填料用于非極性有機(jī)溶劑中的樣品，用3-5mL的去離子水或低濃度的離子緩沖溶液來處理。為了使固相萃取填料從預(yù)處理到樣品加入時(shí)都保持潤濕，允許大約1mL的預(yù)處理溶劑在管過濾片或萃取片表面之上。一、柱預(yù)處理柱預(yù)處理的目的:①除去填料中可能存在的雜質(zhì)；②使填料溶劑化，填料未經(jīng)預(yù)處理或未被溶劑潤濕，能引起溶質(zhì)過早穿透，影響回收率。

如果樣品是從一個(gè)液管或過濾管引入固相管，則多加0.5mL，最后的預(yù)處理溶劑到1mL的固相萃取管中，如果是2mL到3mL的萃取柱中，多加入4-6mL管中等等。這是為了保證在樣品加入之前萃取柱濕潤。如果在樣品加入之前，萃取柱中的填料干了，需重復(fù)預(yù)處理過程。在重復(fù)引入有機(jī)溶劑之前，一定要用水沖洗柱，洗去其中緩沖溶液的鹽。

預(yù)處理后，試樣溶液被加至并通過SPE柱。在該步驟中，分析物被保留在吸附劑上。為了防止分析物的流失，試樣溶劑強(qiáng)度不宜過高。當(dāng)以反萃取時(shí)，以水或緩沖劑作為溶劑，其中有機(jī)溶劑量不超過10%（v/v）。二、加樣克服加樣過程中分析物流失的方法：①可用弱溶劑稀釋試樣；②減少試樣體積；③增加SPE柱中填料量和選擇對(duì)分析物有較強(qiáng)保留的吸附劑。

用中等強(qiáng)度的溶劑將干擾組分洗脫下來，同時(shí)保持分析物停留在柱上。對(duì)反相萃取柱，清洗溶劑是含適當(dāng)濃度的有機(jī)溶劑的水溶液或緩沖溶液。通過調(diào)節(jié)清洗溶劑的強(qiáng)度和體積，盡可能多的除去被洗脫的雜質(zhì)。為了確定最佳清洗溶劑的濃度和體積，加試樣于SPE柱口，用5-10倍SPE柱床體積的溶劑清洗，依次收集和分析流出液，得到清洗溶劑對(duì)分析物洗脫輪廓圖。依次增加清洗溶劑強(qiáng)度，根據(jù)不同強(qiáng)度分析物的洗脫輪廓圖，決定清洗溶劑合適的強(qiáng)度和體積。三、除去干擾雜質(zhì)（沖洗填料）將分析物完全洗脫并收集在最小體積的級(jí)分中。同時(shí)使比分析物更強(qiáng)保留的雜質(zhì)盡可能多的停留在SPE柱上，洗脫溶劑的強(qiáng)度是非常重要的。⑴較強(qiáng)的溶劑能使分析物洗脫并收集在一個(gè)小體積的級(jí)分中，但有較多的強(qiáng)保留雜質(zhì)同時(shí)被洗脫下來。⑵用較弱的溶劑洗脫，分析物級(jí)分體積較大，但含較少的雜質(zhì)。

為了提高分析物的濃度或?yàn)橐院蠓治稣{(diào)整溶劑性質(zhì)，可以把收集到的分析物級(jí)分用氮?dú)獯蹈?，再溶于小體積適當(dāng)?shù)娜軇┲?。為了選擇合適的洗脫劑強(qiáng)度和體積，加試樣于SPE柱上可以改變洗脫劑的強(qiáng)度和洗脫液的體積，測(cè)定分析物的回收率。

四、分析物的洗脫和收集

步驟一步驟二步驟三步驟四預(yù)處理加樣沖洗洗脫

目標(biāo)化合物非目標(biāo)化合物雜質(zhì)和介質(zhì)

從SPE的操作步驟可以看出，SPE的重現(xiàn)性受多個(gè)因素的影響，實(shí)驗(yàn)條件是影響重現(xiàn)性的主要原因。提高重現(xiàn)性的方法：⑴使用內(nèi)標(biāo)法，加入適當(dāng)?shù)膬?nèi)標(biāo)作參比;⑵加入樣量適當(dāng)，不超出穿透量和穿透體積;⑶選擇合適的洗滌液和洗脫液，確保分析物在操作中不流失。隨著自動(dòng)化儀器的出現(xiàn)，可同時(shí)處理幾個(gè)或幾十個(gè)樣品，自動(dòng)加液全部實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)操作。

建立SPE方法之前，首先要了解分析物的性質(zhì)及有關(guān)信息。影響SPE固定相和洗脫劑選擇的因素：⑴試樣基質(zhì)和分析物的性質(zhì)，如：結(jié)構(gòu)、極性、溶解度和酸堿性質(zhì)等；⑵試樣中分析物的濃度或濃度范圍;⑶樣品溶劑的性質(zhì)，試樣中存在哪些對(duì)選擇的分析方法有干擾的雜質(zhì)；⑷用什么方法進(jìn)行試樣分析，該方法對(duì)試樣有什么要求;⑸試樣預(yù)處理所要達(dá)到的目的。SPE分離另一種情況是雜質(zhì)被保留，分析物通過柱，此時(shí)試樣被凈化，但不能使分析物富集，也不可能分離保留性質(zhì)比分析物更弱的雜質(zhì)。SPE主要應(yīng)用在環(huán)境分析，藥物分析，臨床分析和食品飲料分析中。SPE應(yīng)用在處理環(huán)境和生物液試樣時(shí)，最能體現(xiàn)該技術(shù)的特點(diǎn)。如測(cè)定水中的油脂，(美國環(huán)保局，USEPA1664)，水樣首先用氟里昂或正己烷萃取。前者由于破壞臭氧層已被禁用，后者比水輕容易形成乳濁液。若用SPE處理試樣就簡(jiǎn)單的多同時(shí)可節(jié)省溶劑，在一些USEPA建立水樣方法已經(jīng)允許使用SPE代替LLE。SPE技術(shù)為USEPA所接受，還專門研制SPE柱(專屬)。3.4

SPE應(yīng)用展望：⑴用球形硅膠或高聚物作為填料基質(zhì)和改進(jìn)合成方法，提高柱效和重現(xiàn)性；⑵引進(jìn)新型選擇性高或特效性的填料和具有不同極性的新型SPME纖維；⑶繼續(xù)完善和改進(jìn)柱構(gòu)型，提高工作效率，滿足各種試樣的不同要求。⑷新材料和填料制備SPE裝置，減少空白的雜質(zhì)，擴(kuò)大SPE在痕量分析中的應(yīng)用。⑸進(jìn)一步改進(jìn)自動(dòng)儀裝置，提高工作效率。3.5膜萃取簡(jiǎn)介膜萃取是膜技術(shù)與萃取過程相結(jié)合的新型膜分離技術(shù)，又稱固定膜界面萃取。在膜萃取過程中，萃取劑和料液分別在膜兩側(cè)流動(dòng)。其傳質(zhì)過程是在分隔料液相的萃取相的微孔膜表面進(jìn)行的。沒有相分散行為發(fā)生。⒈膜萃取過程沒有相的分散和聚結(jié)，可減少因液滴分散在另一液相中而引起的夾帶現(xiàn)象和隨之產(chǎn)生的溶劑損失。⒉膜萃取過程沒有直接接觸的液液兩相流動(dòng)，因此選取萃取劑時(shí)，對(duì)物性（密度、粘度、界面張力）的要求可大大放寬。⒊由于膜萃取過程中兩相分開流動(dòng)，可以避免在一般逆流萃取柱中嚴(yán)重影響傳質(zhì)效果的軸向返混現(xiàn)象。膜萃取的特點(diǎn)：⒋由于膜萃取過程可以實(shí)現(xiàn)同級(jí)萃取，反萃取及利用萃合物載體促進(jìn)遷移，可以提高萃取過程的傳質(zhì)推動(dòng)力。⒌與一般萃取比較，膜萃取的缺點(diǎn)是增加了一層膜的阻力被萃取組分要經(jīng)過三個(gè)步驟：⑴由料液水相主體到膜面；⑵擴(kuò)散通過膜；⑶由膜的另一面到萃取有機(jī)相主體才能完成總傳質(zhì)過程。膜阻使過程的總阻力增大，總傳質(zhì)系數(shù)下降。克服辦法選用膜材料加以克服。⒍在膜萃取過程中可能發(fā)生的相互滲透，膜的溶脹及影響膜的使用。幾乎所有常規(guī)的分相溶劑萃取都可以用膜萃取代替。目前使用微孔膜的溶劑萃取主要用于以下6方面：⒈金屬萃?、灿袡C(jī)污染物萃?、撤紵N萃?、此幬镙腿、蛋l(fā)酵產(chǎn)物萃?、遁腿∩磻?yīng)3.6

膜分離法的應(yīng)用指組分主要依靠在互不相溶兩液相間的選擇性滲透、化學(xué)反應(yīng)、萃取和吸附等機(jī)理而進(jìn)行分離的。顯然當(dāng)被隔開的兩個(gè)溶液是有機(jī)溶液時(shí)，液膜則應(yīng)該是水型；相反，當(dāng)被隔開的兩個(gè)溶液是水溶液時(shí)，液膜則應(yīng)該是油型。

3.7

液膜分離例如:處理廢水（含鉻廢水），常采用加入叔胺R3N起萃取劑（流動(dòng)載體），相應(yīng)內(nèi)相試劑選用堿、反萃取劑。反應(yīng)式：

2R3N+2H++Cr2O72-=(R3NH)2Cr2O7

油膜相外相（料液）油膜相

(R3NH)2Cr2O7+4OH-=2R3N+Cr2O72-+3H2O

膜相內(nèi)相試劑膜相內(nèi)相

液膜萃取除鉻的優(yōu)點(diǎn)之一是把萃取和反萃取結(jié)合在一起同時(shí)進(jìn)行，使得鉻離子一旦與膜相中流動(dòng)載體形成配合物便立即被內(nèi)相試劑捕集，從而加大了過程的推動(dòng)力，提高分離效果。此法也可以用于處理含CN-、NO3-和NO2-等陰離子的廢水。生化方面：主要是酶，包括尿素酶，胰蛋白酶可以用液膜封閉，不會(huì)降低酶的活性；

醫(yī)學(xué)方面：不需要破乳液膜人工肺、液膜人工肝、液膜人工腎、液膜解毒及緩釋藥物等。

冶金方面：稀有金屬和稀土金屬分離。

沉淀分離和溶劑萃取法在提高選擇性方面的研究都取得了新進(jìn)展。其中共沉淀富集痕量元素的技術(shù)已趨成熟，溶劑萃取法就正在不斷研究開發(fā)了新的萃取劑，新的萃取體系。

離子交換分離的進(jìn)展主要集中在高選擇性吸附能力的離子交換體系或吸附劑的研究和應(yīng)用上。如合成高選擇性多種功能團(tuán)的螯合樹脂、螯合纖維素、負(fù)載有固定螯合功能團(tuán)的樹脂、纖維素、還有植物體吸附(木質(zhì)素)

、微生物吸附(有藻類、細(xì)菌、真菌、酵母)等

。尤其在有色金屬和貴金屬方面應(yīng)用的比較多。一、經(jīng)典的分離富集技術(shù)的不斷完善3.8

離子色譜樣品前處理技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)吸附預(yù)富集分離方面的進(jìn)展：⑴吸附劑種類的多樣化：新型螯合樹脂；生物吸附劑：植物體：如柿子皮、植物莖和葉；

微生物：藻類、細(xì)菌、真菌、酵母等。(2)對(duì)吸附機(jī)理研究的深入化：使用FTIR、XRD、XPS對(duì)吸附機(jī)理進(jìn)行探究和表征。殼聚糖（Chitosan），β-2-氨基-2-脫氧-(1,4)-D-吡喃葡萄聚糖。一種弱堿，不溶于水，溶于pH<6的有機(jī)酸。⒉各種分離技術(shù)相互滲透

近20年來，最有意義的是發(fā)展了萃取色譜，泡沫吸附以及萃取分離技術(shù)（固相萃取、固相微萃取、氣相萃取、超臨界萃取、微波萃取、膜萃取、加速溶劑萃取、微量化學(xué)法及自動(dòng)化核酸提純系統(tǒng)）。其中相當(dāng)一部分前處理技術(shù)-無溶劑萃取技術(shù)。另處還有新的分離技術(shù)，毛細(xì)管電泳、毛細(xì)管柱電色譜和超臨界流體色譜等使應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。萃取色譜：將有機(jī)萃取劑或配合劑等吸附在惰性載體上作為固定相，以無機(jī)物質(zhì)（如酸、堿溶液）為流動(dòng)相。是將溶劑萃取和色譜相結(jié)合的一種新的分離技術(shù)。特點(diǎn)：㈠萃取色譜的固定相為有機(jī)萃取劑，流動(dòng)相為水溶液，比較容易選擇合適的水相組分。萃取劑在不同水相條件下萃取金屬離子的分配比，可作為萃取色譜選擇分離條件的借鑒。㈡固定相的萃取劑種類較多，如：磷類、胺類、含氧的醚和酮類、螯合萃取劑、混合萃取劑、新的冠醚類大環(huán)化合物都可以用于萃取色譜，獲得良好的分離。㈢萃取劑固定在惰性支持體上，其用量比溶劑萃取少。一般不怕乳化現(xiàn)象，柱可以反復(fù)利用。㈣萃取色譜相當(dāng)于級(jí)數(shù)很高的多次萃取，分離效率高，并能有效地分離性質(zhì)相似的元素及含量很少的放射性元素。㈤操作簡(jiǎn)便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。⒊分離富集技術(shù)的自動(dòng)化

流動(dòng)注射FI技術(shù)是能夠?qū)崿F(xiàn)樣品自動(dòng)引入、稀釋、在線分離富集與儀器聯(lián)機(jī)，提高分析性能：FI-CE，膜分離技術(shù)聯(lián)用和液相發(fā)光儀器一體化，受到關(guān)注。還有微流控芯片技術(shù)可使樣品在芯片上實(shí)現(xiàn)在線酶解分離富集檢測(cè)（蛋白質(zhì)組學(xué)）。

微流控芯片(Microfluidic)：是把生物和化學(xué)等領(lǐng)域中所涉及的樣品制備、反應(yīng)、分離、檢測(cè)等基本操作單元集成或基本集成到一塊幾平方厘米(甚至更小)的芯片上，由微通道形成網(wǎng)絡(luò)，以可控流體貫穿整個(gè)系統(tǒng)，用以取代常規(guī)生物或化學(xué)實(shí)驗(yàn)。圖3.2芯片照片及實(shí)驗(yàn)過程示意圖⒋發(fā)展化學(xué)形態(tài)分析的分離富集方法⑴形態(tài)分析：分析化學(xué)的一個(gè)分支，它包括物理形態(tài)分析和化學(xué)形態(tài)分析。IUPAC于2000年統(tǒng)一規(guī)定了痕量元素形態(tài)分析的定義：化學(xué)形式(chemicalspecies)：一種元素的特有形式，如:同位素組成、電子或氧化狀態(tài)、化合物或分子結(jié)構(gòu)等。形態(tài)(speciation)：一種元素的形態(tài)即該元素在一個(gè)體系中特定化學(xué)形式的分布。形態(tài)分析(speciationanalysis)：識(shí)別和(或)定量測(cè)量樣品中的一種或多種化學(xué)形式的分析工作。分步提取(fractionation)：根據(jù)物理(如粒度、溶解度等)或化學(xué)性質(zhì)(如結(jié)合狀態(tài)、反應(yīng)活性等)把樣品中一種或一組被測(cè)定物質(zhì)進(jìn)行分類提取的過程。

有時(shí)某些樣品中元素的不同化學(xué)形態(tài)的測(cè)定很難做到。因?yàn)闃悠分写嬖诘幕瘜W(xué)形態(tài)往往不是很穩(wěn)定.在整個(gè)分析過程中可能會(huì)發(fā)生變化。

化學(xué)形態(tài)分析對(duì)了解環(huán)境元素的毒性及其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響極為重要，己成為近年來越來越引人關(guān)注的課題。對(duì)于環(huán)境中的痕量無機(jī)元素的價(jià)態(tài)、化合態(tài)、金屬有機(jī)化合態(tài)進(jìn)行分析是近年來化學(xué)分析中非?；钴S的領(lǐng)域。形態(tài)分析的主要挑戰(zhàn)是樣品處理問題，即如何完整無損的將原始樣品中存在的各種形態(tài)定量分離。最合理的形態(tài)分析應(yīng)該是通過直接探測(cè)天然環(huán)境中原始樣品的在線實(shí)時(shí)分析。但目前多數(shù)方法需要采集樣品并在實(shí)驗(yàn)室中預(yù)處理之后進(jìn)行分離和測(cè)定。顯然.這種方法存在著一些缺陷，在分析期間存在形態(tài)改變的可能性。

目前固體樣品的前處理一般采用選擇性浸取、輔以加壓、超聲、微波等手段。準(zhǔn)確形態(tài)分析的主要手段是聯(lián)用技術(shù)，即先用有效的在線分離技術(shù)將某種元素的各種化學(xué)形式進(jìn)行選擇性分離，然后用高靈敏度的無機(jī)元素檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行測(cè)定。這些聯(lián)用技術(shù)正在環(huán)境科學(xué)、臨床化學(xué)、毒理學(xué)和營養(yǎng)學(xué)等領(lǐng)域不斷擴(kuò)大應(yīng)用范圍。最常用的做法是依據(jù)被分析物的物理化學(xué)特征，如揮發(fā)性、電荷、極性、質(zhì)量及分子的空間結(jié)構(gòu)等性質(zhì)，選擇GC、HPLC、IC、SFC、CE等現(xiàn)代色譜學(xué)分離技術(shù)進(jìn)行被測(cè)物質(zhì)的形態(tài)分離。然后用AAS、AFS、MIP-AES)、ICP-AFS)和ICP-MS等高靈敏度、高選擇性的無機(jī)元素檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行測(cè)定。(1)GC在形態(tài)分析中：GC比較適合揮發(fā)性金屬及金屬有機(jī)化合物的分析，對(duì)于難揮發(fā)金屬及其金屬有機(jī)物，需要轉(zhuǎn)變成揮發(fā)性的化合物，通常是利用各種衍生化方法使其轉(zhuǎn)變成金屬共價(jià)氫化物或螯合物，保留時(shí)間被用作鑒定的依據(jù)。GC分離系統(tǒng)：GC色譜柱和毛細(xì)管柱均己廣泛用于手性化合物的分離。填充柱的優(yōu)點(diǎn)從是在有油脂或有機(jī)物殘?jiān)练e后，可通過更換部分填料而消除污染。此外，毛細(xì)管柱及大口徑開管柱也被廣泛地應(yīng)用。柱效高、分辨率好、尖銳的峰形可導(dǎo)致靈敏度的提高。檢測(cè)系統(tǒng)：AAS和AFS選擇性較高，是金屬有機(jī)化合物形態(tài)測(cè)定中廣泛使用的檢測(cè)技術(shù)。主要缺點(diǎn)是靈敏度隨著待測(cè)形態(tài)揮發(fā)性而改變。冷蒸汽(CV)AAS可用少各種有機(jī)汞的GC流出物測(cè)定。AFS具有很高的靈敏度，適于易揮發(fā)元素的測(cè)定。還有GC-ICP-MS等。(2)HPLC和IC在形態(tài)分析中的應(yīng)用與GC相比HPLC通常是在室溫下進(jìn)行，對(duì)高沸點(diǎn)和熱不穩(wěn)定化合物的分離不需經(jīng)過衍生化，因而使得HPLC更適合于環(huán)境分析以及生物活性物質(zhì)分析。同時(shí)，HPLC擁有較多的可改變的因素(包括固定相和流動(dòng)相等)，使得HPLC的適用性更為廣泛。

HPLC分離系統(tǒng)：在化學(xué)形態(tài)分析中應(yīng)用較多的是IC，因其具有分離游離或絡(luò)合物離子型化合物的能力。反相(RP)-MPIC由于利用了離子對(duì)試劑，因而也能廣泛用小分子型化合物的分離。HPLC和RP-MPIC可用于Se、Hg、As、Sn和Pb等元素的形態(tài)分離。檢測(cè)系統(tǒng)目前，所有與HPLC聯(lián)用的檢測(cè)系統(tǒng)中，原子光譜和質(zhì)譜己證實(shí)最適合于痕量元素的化學(xué)形態(tài)分析。1.植物、糧食及其它生物試樣的預(yù)處理

對(duì)植物、糧食及其它生物試樣中微量無機(jī)成分的測(cè)定，通常采用原子吸收光譜法、等離子體原子發(fā)射光譜分析法或離子色譜法。動(dòng)植物組織、血液和尿等試樣，除極少數(shù)可直接進(jìn)樣外，一般都須預(yù)處理。讓樣品風(fēng)干或烘干，剖碎過篩后稱樣，將樣品灰化，使有機(jī)物質(zhì)分解，而被測(cè)元素轉(zhuǎn)入溶液之中。常用方法為干法灰化后，用硝酸或鹽酸溶解灰分；或用強(qiáng)酸消化，使有機(jī)物分解，通常采用混合酸破壞有機(jī)物更有效或用合適試劑浸提被測(cè)元素等。(1)測(cè)定無機(jī)成分時(shí)植物、糧食及其它生物試樣的預(yù)處理3.9、樣品前處理示例

準(zhǔn)確稱取2.0-5.0g粉碎樣品于坩堝中用小火炭化至無煙后，冷卻。小心滴加幾滴硝酸，使殘?jiān)鼭駶?，然后用小火蒸干移入高溫爐中于600℃灰化2h，冷卻后取出。如灰化不完全再按上述操作滴加硝酸濕潤殘?jiān)?，小火蒸干移入高溫爐中于600℃繼續(xù)灰化直至樣品全部變成白色殘?jiān)?，冷卻后取出。殘?jiān)燃由倭空麴s水濕潤，再加入1mol/L硝酸2mL，轉(zhuǎn)移至25mL容量瓶中，坩堝用蒸餾水少量多次沖洗于容量瓶中，定容，溶液供測(cè)定用，同時(shí)做試劑空白。(2)離子色譜法測(cè)定糧食樣品中鉛和鎘樣品處理

土壤中的無機(jī)元素的定性及定量測(cè)定比較簡(jiǎn)單。對(duì)于常量和微量元素的測(cè)定，可以用離子色譜法、原子吸收光譜法以及電感耦合等離子體發(fā)射光譜法。采用電感耦合等離子體直讀光譜儀可以同時(shí)分析Si，Al，F(xiàn)e，Mg，Ca，Ti，Mn及P等28種元素，分析時(shí)間不到3min，且精密度好。對(duì)土壤中有機(jī)成分的分析比較復(fù)雜一些，例如研究不同土壤中的腐殖酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)各不相同的有機(jī)化合物，雖然用紅外光譜法、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用等可以得到很好的解決，但分離仍是關(guān)鍵的一步。2.土壤中常量、微量元素及有機(jī)成分的研究

研究土壤組成的常用分離方法有溶劑萃取、薄層色譜、制備氣相色譜等，為了獲得滿意的分離，必要時(shí)還須進(jìn)行化學(xué)衍生化。為了使非極性有機(jī)化合物不漏檢，因此