影响固相微萃取装置平衡效果的五大因素

影响固相微萃取装置平衡效果的五大因素

固相微萃取（简称，SPME）是在固相萃取技术上发展起来的一种集采样，萃取，浓缩和进样于一体的无溶剂样品微萃取新技术。与固相萃取技术相比，固相微萃取操作更简单，携带更方便，回收率高等优点，因此成为目前所采用的样品前处理技术中应用最为广泛的方法之一。

SPME装置简单，操作方便。它类似于一个气相色谱仪微量进样器的萃取装置，由手柄和萃取头两部分构成，萃取头是一根熔融石英纤维，纤维上涂不同色谱固定相吸附剂，接在不锈钢丝上，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。

固相微萃取的灵敏性表现在吸附过程中固-液或固-气相间建立了吸附平衡，即当吸附达到平衡时，涂层吸附的待分析物的量与样品中该物质的初始浓度之间呈线性关系。由于慢传质过程，分析物质无法完全被萃取或一直进行到平衡的建立，只要求在严格的条件下获得可靠且稳定的响应值与浓度之间的线性关系。

那么影响固相微萃取装置平衡的因素有哪些呢？以下从萃取头固定相选择、采样方式、样品改性、进样口衬管、搅拌处理这五个方面进行简要分析。

    萃取头是固相微萃取装置的核心部件，因此，作用于检测样品的萃取头内填充的固定相选择尤为重要。通常非极性萃取头能够更有效的萃取非极性分析物，而极性萃取头更有效地萃取极性分析物，这与极性或非极性分析物被极性相似的气相色谱柱有效分离是一样的原理。其次，固定相的表面积和涂层厚度也会影响固相微萃取的效果，在固相萃取头固定相中加入吸附材料，例如在聚二甲基硅氧烷中加入聚二乙烯基苯是非常有益的，高分子材料会增加表面积，从而增强对小的极性分子的萃取。Carboxen中的微孔使得这种碳分子筛对萃取小分子特别有效果。吸收型萃取头，保留和释放分析物的能力主要取决于涂层的厚度和分析物的大小。

    固相微萃取的采样方式课分为顶空萃取和侵入萃取两种。若分析物蒸汽压很小或没有时，只能采用浸入萃取。如果使用浸入式萃取，确保样品瓶的大小，样品的体积和萃取头浸入样品的深度一致；若样品基质为固体，只能用顶空萃取若分析物是挥发物，顶空萃取比浸入萃取更快达到平衡，这是因为分子在空气中比在水中扩散快。若浸入式和顶空萃取都可以同时使用时，推荐使用顶空萃取，与浸入法相比，通常更快，更简单，干扰更少。可通过减少顶空体积、减少加热样品的温度（常用40℃至60℃）、加盐、搅拌器来增加顶空萃取的灵敏度。

    通常在样品进入气相色谱仪或液相色谱仪检测之前，会对样品进行改性，调整其盐度和PH值。盐的加入以及降低ph值会大大加快萃取，特别是加盐，痕量分析通常需要加盐，但对具有较高分配系数的分析物来说，不必通过加盐来提高萃取效率，相反盐的加入会引入干扰介质；酸性和碱性的化合物分别在酸性和碱性的ph环境下得到有效的萃取。

    进样口衬管一定程度会影响固相微萃取的速率，当使用固相微萃取和气相色谱仪做分析时，使用0.75mm内径的进样衬管比起通常使用的2mm内径的进样衬管载气的线速度更快，从而较快的传输分析物到分析柱，形成较窄的扩散带。使用0.75mm内径的进样衬管而得到的尖锐的峰也说明分析物可较快的从萃取头吸附。

为加快样品萃取速率，常会对分析样品进行搅拌，搅拌会加快达到萃取平衡的时间，提高精度。在进样搅拌操作的过程中须注意不一致的搅拌会导致较差的精度，甚至比不搅拌更差，因此搅拌应保持一致，且对有较高分配系数的分析物可使用搅拌而对易挥发物不宜搅拌。