在氣相色譜-質(zhì)譜分析中，樣品由氣相色譜分離、質(zhì)譜進行檢測，氣相色譜能直接分析的樣品必須是氣體或液體(有機溶劑基質(zhì))，固體或其他形式的樣品要進行前處理，食品樣品可以直接進樣分析的很少，絕大多數(shù)樣品需要進行前處理。樣品前處理的原則是在不影響測定結(jié)果的情況下，方法步驟盡量簡單易行，避免組分發(fā)生化學(xué)變化，引入新的干擾物質(zhì)或造成樣品污染。樣品前處理的目的是消除或減少樣品基質(zhì)對樣品檢測結(jié)果的影響，并對含量低的目標(biāo)物進行濃縮富集。

樣品前處理包括樣品提取、提取液凈化、濃縮，有些需要衍生化等步驟。提取是指使用適當(dāng)有機溶劑，將待測物連同樣品基質(zhì)從液態(tài)或固態(tài)樣品中轉(zhuǎn)移到易于凈化和分析的液態(tài)；凈化是指將待測物與提取液中的干擾物質(zhì)分離。

隨著分析技術(shù)及前處理技術(shù)的發(fā)展，可提高試驗的樣品通量、可同時萃取或連續(xù)萃取、可同時凈化、能減少有機溶劑的使用及廢液的生成、有更高的回收率及更好的重現(xiàn)性、可自動化操作的前處理方法，必將成為新的前處理方法的首選。

一、樣品的提取與凈化

（1)頂空法

頂空法是將液體或固體樣品中的揮發(fā)性組分直接導(dǎo)入氣相色譜儀進行分離和檢測的進樣技術(shù)。頂空法的理論依據(jù)是在一定條件下，組分在氣相和樣品之間存在著分配平衡，氣相的組成能反映樣品的組成。其主要分為靜態(tài)頂空分析、動態(tài)頂空分析、頂空-固相微萃取三類。

頂空技術(shù)的使用可以免除復(fù)雜煩瑣的樣品前處理過程，又可避免在除去溶劑時引起揮發(fā)物的損失，還可降低供提物引起的雜質(zhì)噪音，具有更高靈敏度和分析速度，對分析人員和環(huán)境危害小，操作簡便。頂空分析方法隨氣相色譜分析方法的發(fā)展在不斷更新和發(fā)展，現(xiàn)代頂空分析法已形成一個相對完善的分析體系，在環(huán)境檢測、藥物中有機殘留溶劑檢測、食品、法庭科學(xué)、石油化工、包裝材料、涂料及釀酒業(yè)分析等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

（2)傳統(tǒng)的溶劑萃取法

傳統(tǒng)的溶劑萃取法是將溶質(zhì)從一個液相(或固相)轉(zhuǎn)移到另一個基本不相混溶的液相(有機相)的傳質(zhì)過程。通過這一過程來萃取、分離溶質(zhì)的方法稱溶劑萃取法。

對液體樣品萃取，即液-液溶劑提取，是利用混合物中各組分在兩種互不相溶的溶劑中分配系數(shù)的不同而達到分離的方法。簡單的萃取過程是將萃取溶劑加入到樣品溶液中，使其充分混合，因某組分在萃取溶劑中的溶解平衡濃度高于其在原樣品溶液中的濃度，這些組分從樣品溶液中向萃取溶劑中擴散，使這些組分與樣品溶液中的其他組分分離。

用萃取溶劑從固體樣品中萃取出待分析的組分，通過振蕩、加熱、超聲等輔助手段，增加組分從樣品中向萃取劑擴散，最經(jīng)典的是索氏提取器法。該法應(yīng)用將近100年，將樣本放在索氏提取器套管中，在底部的圓底燒瓶中加入萃取溶劑，加熱，連續(xù)提取數(shù)小時，提取效果好，缺點是用時過長，干擾物質(zhì)較多，需要進行凈化處理，使用過多的有機溶劑。目前全自動索氏提取已被廣泛應(yīng)用，一次可進行多個樣品的同時提取，采用冷循環(huán)水泵對萃取溶劑的蒸氣進行冷凝，提取效率極大提高。

在食品分析方面，超聲波主要用于強化提取過程，可大大促進溶劑提取目標(biāo)成分，超聲波的機械機制使溶劑對細胞壁滲透力更大，強化細胞內(nèi)外的質(zhì)量傳輸，同時也可破壞細胞的細胞壁，使細胞更易釋放，超聲波可以產(chǎn)生微沖流，能有效打破邊界層，使擴散速度增加，從而使萃取或浸出速度提高2～10倍。

（3)蒸餾法

將液體加熱至沸騰，使液體變?yōu)檎羝缓笫拐羝鋮s再凝結(jié)為液體，這兩個過程的聯(lián)合操作稱為蒸餾。蒸餾法是根據(jù)不同液體物質(zhì)沸點高低的不同，將它們分離提純的一種方法。蒸餾沸點差別較大的混合液體時，沸點較低者先蒸出，沸點較高的隨后蒸出，不揮發(fā)的留在蒸餾器內(nèi)，這樣，可達到分離和提純的目的。

蒸餾可將易揮發(fā)和不易揮發(fā)的物質(zhì)分離開來，也可將沸點不同的液體混合物分離開來。在釀酒業(yè)、中草藥的生產(chǎn)研究中有廣泛的應(yīng)用。

（4)固相萃取法(Solid Phase Extraction，SPE)

固相萃取法是從20世紀(jì)80年代開始發(fā)展起來的一項樣品前處理技術(shù)，利用目標(biāo)化合物或雜質(zhì)與樣品基體溶劑和吸附劑之間親和力的不同實現(xiàn)凈化分離。依據(jù)選擇性吸附與選擇性洗脫的液相色譜法分離原理，對樣品進行富集、分離、純化，是一種包括液相和固相的物理萃取過程。較常用的方法是使液體樣品通過吸附劑，保留其中被測目標(biāo)化合物，再選用適當(dāng)強度溶劑沖去雜質(zhì)，然后用少量溶劑洗脫被測物質(zhì)，從而達到快速分離凈化與濃縮的目的。也可選擇性吸附干擾雜質(zhì)，而讓被測目標(biāo)化合物流出；或同時吸附雜質(zhì)和被測目標(biāo)化合物，再使用合適的溶劑選擇性洗脫被測目標(biāo)化合物。

固相萃取法可同時完成樣品富集與凈化，比液液萃取更快、更節(jié)省溶劑，可自動化批量處理，重現(xiàn)性好。固相萃取法的建立首先要根據(jù)分析的要求、樣品的特性、目標(biāo)化合物與干擾物的差異(極性、相對分子質(zhì)量、官能團、溶解度、pKa)等選擇固相萃取柱(填料類型、規(guī)格)、洗脫溶劑、萃取方法，然后根據(jù)目標(biāo)化合物的回收率、重現(xiàn)性與干擾物去除程度進一步優(yōu)化固相萃取法。

商品化的固相萃取柱問世已有30多年，在食品安全、環(huán)境、臨床醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域分析中，固相萃取技術(shù)有廣泛的應(yīng)用。

1、常見固相萃取產(chǎn)品分類(按固相萃取柱中填料類型分類)。

①正相固相萃取：柱中填料都是極性的,如硅膠基質(zhì)(鍵合或未鍵合)，包括Silica(硅膠)，F(xiàn)lorisil(弗羅里硅土)，Alumina氧化鋁(酸性、堿性、中性)，Pesticarb(石墨化炭黑)，NH₂(氨基)，Diol(二醇基)等，用來萃取(保留)極性物質(zhì)。

②反相固相萃?。褐刑盍贤ǔＪ欠菢O性的或是弱極性的，如C₁₈(封端)，C₁₈-N(未封端)，C₈(辛基)，CN(氰基)，Phenyl(苯基)等，所萃取的目標(biāo)化合物通常是中等極性到非極性的化合物。

③離子交換型固相萃?。褐刑盍鲜菐щ姾傻碾x子交換樹脂，所萃取的目標(biāo)化合物是帶電荷的化合物。陽離子交換材料：-C00H(羧基)，PRS(丙磺酸)，SCX(苯磺酸)等。陰離子交換材料：PSA(N-丙基乙二胺季銨基)等。

④混合型及專用柱：PXC，PXA，Pesticarb/NH₂等。

2、常用的固相萃取柱的規(guī)格有100mg/1mL，200mg/3mL，500mg/3mL，1000mg/6mL，1g/20mL，6g/60mL等。

3、固相萃取提取凈化的主要步驟：樣品預(yù)處理、柱活化、平衡、上樣、清洗干擾物、洗脫目標(biāo)化合物。

（5）固相微萃取法(Solid-phase Microextraction，SPME)

固相微萃取法是20世紀(jì)90年代興起的一項新穎的樣品前處理與富集技術(shù)，是在固相萃取技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種萃取分離技術(shù)，它克服固相萃取吸附劑孔道易堵塞的缺點，是一種無溶劑，集采樣、萃取、濃縮、進樣于一體的樣品前處理新技術(shù)。

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