用于樣品前處理的熱萃取法

為了取得有效、可靠的分析結果，除了合適的實驗方法和儀器設備，正確的樣品前處理方法也非常關鍵。本文介紹了一種新的萃取技術，能有效地對痕量的有機初級抽提物進行純化。同色譜方法相比，采用Easydest儀器進行純化僅需較少的工時，并極大減少了對溶劑的消耗。采用Easydest儀器可在20min內在一個小的試驗臺上同時進行6個樣品的純化。

食品、環境樣品痕量分析中的第一步，通常是樣品勻質化和萃取抽提操作。樣品中除了待測物質，還存在大量的基體，例如油脂、蠟、多酚等。因此，盡管具備先進的儀器技術，卻仍需博取良策，以便將分析系統不能容忍的物質從初級提取物中除去。

為了給后續分析準備好待測溶質，需采用一系列不同的色譜純化技術。其中，Specht和Tillkes微型硅膠柱法被列為經典方法，此外還有其它一些具有不同極性和選擇性的吸附劑可供選擇，可惜這些方法通常會消耗大量溶劑。例如，凝膠色譜通常平均每個樣品要消耗200ml溶劑，另外，所使用的吸附劑——無論是用后扔掉的填充硅膠還是聚苯乙烯膠柱——都會增加實驗成本。再者，如果純化方法沒有形成自動化，則單純用于純化操作上的勞動時間也會顯著加大分析的成本。

熱萃取法

熱萃取法是通過加熱和抽真空操作，將待測物質從其基體糊狀物中抽提出來并收集于冷卻器中，因類似于蒸餾法或升華法而得名。采用熱分離法將農藥從初級抽提物中分離出來，已于1960年以吹掃共蒸餾法（Sweep-co-Distillation）建立。該法雖經德國研究協會農藥委員會推薦用于食品分析檢測，但是并未得到廣泛的應用。原因可能在于該法消耗的溶劑過多，某些分析溶質易受強熱而導致熱分解，而且這種吹掃共蒸餾的儀器操作不便，對于批量分析缺乏實用性，一般市售的蒸餾儀或者升華儀也只能在規定條件下使用。再者，由于蒸汽表面積太大和路徑太遠，不利于凝結，妨礙了微量物質的定量和快速分離。

采用Easydest儀器進行純化

現在，借助于微型蒸餾器Easydest可以避免上述缺點，這種儀器專門為滿足痕量分析的樣品預處理要求開發，加熱區和冷卻區呈緊密疊加排列，相互以薄層絕緣材料隔開。冷卻通過外置翻轉式恒溫箱實現，加熱塊通過微程序片進行調制，因此既能隔熱，也具有可編程的溫度傳感器功能。樣品管和指形回流冷凝器經由相應的孔洞置入儀器，盛有蒸煮過的樣品初級抽提物的樣品管位于加熱塊的加熱區。與之相反，指形回流冷凝器的上部則連接冷卻塊，由此使指形回流冷凝器向上變細的提升部分處于低溫水平，使冷氣進一步進入樣品試管并形成冷凝帶。樣品上方保持100K/mm的溫度梯度。包括真空泵和翻轉式恒溫箱的全套設備占用的實驗臺面積僅約1m2。

為進行提純操作，將樣品抽提物用移液器加入到樣品管中，通入氮氣將溶劑吹走。油和脂肪由于具有勻質性而會隨樣品一起稱量，為了提高回收率，一種有效的方法是用少許吸附劑液體對指形回流冷凝器的溝槽狀的冷凝帶稍加潤濕，再將指形回流冷凝器插入樣品管中，將二者一起放入儀器。

樣品管中需保持低壓，將指形回流冷凝器的管嘴通過軟管與真空泵連接。在相應的溫度和壓力條件下，萃取物的殘渣中有揮發性物質被蒸發出來，其在蒸汽相中越過2~3mm，就能被指形回流冷凝器加以冷凝，繼而被該處的吸附劑液體所吸收。大約經過10~20min運作時間之后，將指形回流冷凝器和樣品管從儀器中取出。將仍含有99%以上基體成分的樣品管取出，將指形回流冷凝器中的冷凝物用1 ml揮發性溶劑溶解和洗出。所得溶液可直接用于分析，或進一步濃縮以進行痕量分析。

令人欣慰的是，采用這種方式所得到的樣品溶液顯示出較小程度的基體干擾。對于有些GC和HPLC分析來說，這樣的冷凝液無需再進行進一步提純。僅當熱萃取必須采用較高的溫度和較低的真空度時，才會有較多的基體成分從樣品中一起蒸餾出來。例如煙草、油和脂肪中3,4-苯并芘的GC/MS 測定便是如此。雖然這種冷凝物的氣相色譜圖的基線很低，然而基線上經常出現巨大的基體峰（其中包括類固醇），從而對定量求值過程產生干擾。在這種情況下，如果沒有輔助性的純化措施，則只能借助于MS/MS耦合技術，對于這類樣品的批量分析，GC系統的污染情況很有限。在進行熱萃取時，可揮發成分從樣品中蒸餾出來，在注射器、柱子和檢測器重新被加熱，使得注射管路和預柱中的停留時間在所進行的測試中加長了3倍。

廣泛的應用領域

Easydest 儀器分析技術目前已積累了油脂、含油種子、塑料、瀝青、木材、土壤和皮革等樣品檢測的初步經驗。所研究的化合物中包括多聚芳烴、聚氯聯苯、有機氯和其它類型的農藥、酚類、鄰苯二甲酸鹽和麝香類香料。甚至有一些難揮發的物質如DDT、2-異丙基硫雜蒽酮也能在130℃和抽真空的條件下，從油脂態的基體中分離出來，這些測定的回收率經標準加入法測試求得為80% ~ 100%。

顯然，這種分析方法不能用于熱不穩定性物質，然而對于敏感的硝基芳香化合物及其降解產物，這些在GC分析時需要小心對待的物質，也能用該法進行分析，從土壤樣品抽提物中得到滿意的回收率。實驗證明，可借助于GC進行分析的物質，也能使用Easydest儀器得到較好的分離效果。如果將其與一種專門的玻璃裝置結合，Easydest儀器也可作為通常意義上的蒸餾器來使用，只需占用很小的面積，在20 min內同時無損地蒸餾分離6個樣品。對于某些需要真空條件的應用，儀器也可抽真空，而且不需要裝配昂貴的磨口玻璃設備，其后即可進行純化步驟。蒸餾、蒸汽的凝結以及蒸餾物的收集這些操作都只需在一個如圖1所示的裝置中完成。

樣品前處理的熱學技術

痕量分析中有很多不同的樣品前處理方法和技術，然而多數方法通常需要支付高昂的設備費用或是運行成本。現在，借助一種微型蒸餾器，可大大降低對溶劑的消耗。值得注意的是，在應用這種熱學方法進行樣品處理時，必須對待測物質的熱學性質有全面的了解，以防止熱分解現象的發生。這里有條經驗可供參考：所有能進行GC分析的物質，也大都可采用Easydest儀器進行樣品前處理。