復(fù)雜體系分離分析

1、復(fù)雜體系分析分離1、 固相萃取和固相微萃取，原理，特點(diǎn)？固相萃取的基本原理固相萃取(Solide Phase Extraction，SPE)是利用吸附劑將液體樣品中的目標(biāo)化合物吸附，與樣品的基質(zhì)和干擾化合物分離，然后再用洗脫液洗脫，達(dá)到分離或者富集目標(biāo)化合物的目的。固相萃取實(shí)際上采用的是液相色譜的分離原理，分離模式主要包括反相、正相、離子交換和吸。固相萃取所用的吸附劑與液相色譜常用的固定相相同，只是在填料的形狀和粒徑上有所區(qū)別。固相萃取的特點(diǎn)固相萃取與液液萃取等傳統(tǒng)方法相比，具有明顯的優(yōu)勢：1 大大減少了高純有毒溶劑的使用，減少了對環(huán)境的污染；2 屬于無相操作，易于收集分析物組分，可以處理小體

2、積試樣；3 高的回收率和高的富集倍數(shù)； 4 操作簡單、快速、易于實(shí)現(xiàn)自動化。固相萃取技術(shù)作為一種高效的樣品制備技術(shù)，在環(huán)境分析、食品分析、臨床分析、藥物分析中得到廣泛應(yīng)用固相微萃取的基本原理：集預(yù)處理和進(jìn)樣于一體，將試樣純化、富集后，可與各種分析方法結(jié)合而特別適用于有機(jī)物的分析測定。固相萃取分離法屬于非溶劑型萃取法。其中直接固相微萃取法是將涂有高分子固相液膜的石英纖維直接插入試樣溶液或氣相中，對待分離物質(zhì)進(jìn)行萃取，經(jīng)過一定時(shí)間在固相圖層和水溶液兩相中達(dá)到分配平衡，即可取出進(jìn)行色譜分析。頂空固相微萃取分離法是將涂有高分子固相液膜的石英纖維停放在試樣上方進(jìn)行頂空萃取，這是三項(xiàng)萃取體系，要達(dá)到固相、

3、氣相和液相的分配平衡，由于纖維不與試樣基體接觸，避免了干擾，提高了分析速度。特點(diǎn)：1操作簡單、分析時(shí)間短、樣品用量小、重現(xiàn)性好；2優(yōu)于固相萃取的特點(diǎn)是傳質(zhì)較快，避免了堵塞，縮短了分析時(shí)間，且不需要溶劑；3容易自動化以及與其它分析技術(shù)聯(lián)用；4無需使用有機(jī)溶劑，特別適合于野外采樣；5不是將待測物全部分離出來，而是通過樣品與固相圖層之間的平衡來達(dá)到分離的目的；6可以萃取揮發(fā)性樣品。 聯(lián)用：與氣相色譜（GC）、液相色譜（LC）、毛細(xì)管電泳（CE）、紅外（IR）聯(lián)用。使用固相萃取圖層時(shí)應(yīng)注意的問題：1必須在低于最高使用溫度下使用，防止圖層受熱分解、脫落；2圖層不能直接插入浸沒在純有機(jī)相或高鹽度溶液中，以

4、免涂層溶解，發(fā)射剝裂；3涂層纖維比較脆弱易斷，伸出和縮回涂層時(shí)，必須小心操作，以免折斷；4對與GC和HPLC分別聯(lián)用的各種纖維涂層，不能混淆使用；5與GC聯(lián)用時(shí)，必須注意更換GC進(jìn)樣口上的專用SPEM隔墊。應(yīng)用前景：(1)進(jìn)一步發(fā)展SPME與各種分析儀器的聯(lián)用，以 拓寬其使用范圍 (2)研制更多新型涂層和涂漬技術(shù)的改進(jìn)。 (3)使裝置自動控制系統(tǒng)更趨完善和成熟。 1由于方法具有快速、簡便的特點(diǎn)，所以特別適用于現(xiàn)場在線監(jiān)測。還可將SPME與便攜式GC聯(lián)用，進(jìn)行野外直接分析，避免了在樣品保存和運(yùn)輸中可能引入的誤差。目前，SPME在環(huán)境樣品分析，食品分析、藥物分析、生物分析等領(lǐng)域均有應(yīng)用。2 目前S

5、PEM主要是和GC聯(lián)用分析環(huán)境樣品中的有機(jī)物，也可將SPEM直接結(jié)合到原子吸收儀、電感耦合等離子體質(zhì)譜儀、火花放電儀以及輝光放電儀，將SPEM拓寬到無機(jī)物的分析中。3 在其他一些領(lǐng)域，SPME也發(fā)揮著越來越重要的作用，如脂肪酸的分離測定、蛋白質(zhì)的吸附萃取等。新型涂層的開發(fā)研制是SPME技術(shù)發(fā)展的重要方向。特別是發(fā)展具有分子識別能力的萃取圖層，增加萃取過程的選擇性是SPME圖層研究的關(guān)鍵。還可通過各種物理化學(xué)手段對纖維材料本身進(jìn)行各種改性，以獲得穩(wěn)定性好又有一定機(jī)械強(qiáng)度的萃取頭，進(jìn)一步拓寬SPME的應(yīng)用范圍。2、 現(xiàn)代樣品前處理方法發(fā)展趨勢？1 進(jìn)一步提高與完善無溶劑或少溶劑的樣品前處理方法（如

6、頂空法、超臨界流體萃取、膜萃取、固相萃取、固相微萃取、液相微萃取等）；2 開發(fā)高效、快速、無污染的樣品制備與前處理技術(shù)；3 與分析測定的在線聯(lián)用；4 應(yīng)用智能機(jī)械實(shí)現(xiàn)操作自動化；5 傳統(tǒng)樣品分離濃縮方法不斷改進(jìn)，新的樣品前處理方法不斷出現(xiàn)。3、 超臨界流通萃取原理，特點(diǎn)，應(yīng)用，發(fā)展趨勢？原理：超臨界CO2流體萃?。⊿FE）分離過程的原理是利用超臨界流體的溶解能力與其密度的關(guān)系，即利用壓力和溫度對超臨界流體溶解能力的影響而進(jìn)行的。在超臨界狀態(tài)下，將超臨界流體與待分離的物質(zhì)接觸，使其有選擇性地把極性大小、沸點(diǎn)高低和分子量大小的成分依次萃取出來。當(dāng)然，對應(yīng)各壓力范圍所得到的萃取物不可能是單一的，但可

7、以控制條件得到最佳比例的混合成分，然后借助減壓、升溫的方法使超臨界流體變成普通氣體，被萃取物質(zhì)則完全或基本析出，從而達(dá)到分離提純的目的，所以超臨界CO2流體萃取過程是由萃取和分離過程組合而成的。特點(diǎn)：1 超臨界萃取具有比較低的黏度和較高的擴(kuò)散系數(shù)，比液體溶劑更容易穿過多孔性基體，提高了萃取效率；2 溫度或壓力的改變可以調(diào)節(jié)超臨界流體的溶解能力，因此可以通過對溫度和壓力的調(diào)節(jié)得到適當(dāng)溶解能力的超臨界流體，進(jìn)而建立選擇性比較高的萃取方法；3 超臨界流體提取的分析物可以通過壓力的調(diào)節(jié)來進(jìn)行分離，省去了傳統(tǒng)萃取過程中的樣品濃縮過程，節(jié)省了時(shí)間，避免了會揮發(fā)分析物的損失；4 超臨界萃取常用二氧化碳作為超

8、臨界流體萃取劑，減少了對環(huán)境的污染；5 超臨界二氧化碳萃取可以在接近室溫下進(jìn)行，可以有效防止熱不穩(wěn)定的物質(zhì)的氧化和分解；6 二氧化碳既是一種不活潑的氣體，又是一種不會發(fā)生燃燒的氣體，沒有毒害作用，在萃取過程不會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，比較安全可靠；7 超臨界流體萃取技術(shù)可以與色譜技術(shù)直接進(jìn)行聯(lián)用，有利于會發(fā)現(xiàn)有機(jī)化合物的定性定量分析。應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于生物樣品分析、天然產(chǎn)物提取分析、藥物分析、環(huán)境樣品分析等領(lǐng)域。對于處理復(fù)雜體系、組分易變的樣品有特殊的優(yōu)勢。發(fā)展趨勢：超臨界流體萃取與傳統(tǒng)方法相比，可以將樣品處理時(shí)間縮短1-2個數(shù)量級，避免使用有毒的有機(jī)溶劑，有利于樣品的純化，使它在短短20年中得到了飛速的

9、發(fā)展。但是超臨界流體也有自身的發(fā)展瓶頸，即極性物質(zhì)的萃取和儀器小型化問題。超臨界流體萃取與其它分析技術(shù)的聯(lián)用也推動了分析型超臨界流體萃取儀器的問世和發(fā)展。相信在不久的將來，超臨界流體萃取一定能取代現(xiàn)有的一些傳統(tǒng)樣品前處理技術(shù)，為分析化學(xué)的發(fā)展開辟一條新的道路。4、 微波加熱原理，特點(diǎn)。微波加熱原理：微波是一種非電離的電磁輻射，被輻射物質(zhì)的極性分子在微波電磁場中可快速轉(zhuǎn)向并定向排列，由此產(chǎn)生的撕裂和相互摩擦將引起物質(zhì)發(fā)熱，即將電能轉(zhuǎn)化為熱能，從而產(chǎn)生強(qiáng)烈的熱效應(yīng)。因此微波加熱過程實(shí)際上是介質(zhì)分子獲得微波能并轉(zhuǎn)化為熱能的過程。微波加熱的特點(diǎn)：加熱速度快，加熱均勻，高效節(jié)能，選擇性加熱，生物效應(yīng)（非

10、熱效應(yīng)），安全清潔。微波萃取分離法基本原理：利用微波能強(qiáng)化溶劑萃取的效率，使固體或半固體試樣中的的某些有機(jī)物成分與基體有效地分離，并能保存分析對象的原本化合物狀態(tài)。微波萃取分離法的優(yōu)點(diǎn)：快速、節(jié)能、節(jié)省溶劑、污染??；有利于萃取熱不穩(wěn)定性的物質(zhì)，并可同時(shí)處理多份試樣，特別適合于大量試樣的快速萃取分離；適應(yīng)面寬，較少受被萃取物極性的現(xiàn)在；儀器設(shè)備簡單廉價(jià)。5、 微波輔助萃取和微波消解的區(qū)別？1對目標(biāo)組分的破壞程度的區(qū)別：微波輔助萃取是將樣品中的目標(biāo)組分以其初始形式萃取出來；而微波消解技術(shù)是在微波能的作用下，破壞樣品中目標(biāo)組分的初始形態(tài)，使其以無機(jī)離子最高或較高價(jià)態(tài)的形式萃取出來；2應(yīng)用范圍的區(qū)別：

11、微波輔助萃取技術(shù)主要應(yīng)用于有機(jī)污染物的分析和有機(jī)金屬化合物的形態(tài)分析，微波消解技術(shù)主要應(yīng)用于元素總量分析。6、 加速溶劑萃取原理，應(yīng)用，發(fā)展趨勢？原理：一種在較高的溫度（50200）和壓力（10003000psi或10.320.6MPa）下用溶劑萃取固體或半固體的新穎的樣品前處理方法，整個操作處于密閉系統(tǒng)中，減少了溶劑揮發(fā)對環(huán)境的污染，有機(jī)溶劑用量少、萃取速度快、樣品回收率高，并以自動化方式進(jìn)行萃取等突出優(yōu)點(diǎn)，已在環(huán)境、藥物、食品和聚合物工業(yè)等領(lǐng)域的殘留檢測中得到廣泛應(yīng)用。7、 膜分離原理，應(yīng)用發(fā)展趨勢？原理：膜分離技術(shù)是指以選擇性透過膜為分離介質(zhì)，通過在膜兩側(cè)施加某種推動力，如壓力差、濃度差

12、、電位差等，使樣品一側(cè)中的欲分離組分選擇性地透過膜，低分子溶質(zhì)通過膜，大分子溶質(zhì)被截留，以此來分離溶液中不同分子量的物質(zhì)，從而達(dá)到分離、提純的目的。膜分離技術(shù)具有裝置簡單、操作程序方便、無需有機(jī)溶劑處理、可與各種分析儀器直接連接、易于實(shí)現(xiàn)自動化和在線操作等優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用：應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)監(jiān)測、生物分析、材料性能測定、工業(yè)衛(wèi)生調(diào)查和評價(jià)、食品品質(zhì)分析、醫(yī)療診斷、化妝品和香料組成分析、商品質(zhì)量檢驗(yàn)等行業(yè)。成功應(yīng)用于包括各種氣體、液體、固體樣品等多種樣品的基體分離和預(yù)富集，可以進(jìn)行揮發(fā)性、半揮發(fā)性甚至難揮發(fā)性物質(zhì)的分離與濃縮。與頂空、吸附、微捕集、超臨界流體技術(shù)及低溫技術(shù)等分離技術(shù)聯(lián)用，膜引進(jìn)質(zhì)譜、膜-氣

13、相色譜-質(zhì)譜、膜-微捕集-質(zhì)譜、膜萃取-氣相色譜及膜萃取-液相色譜等技術(shù)聯(lián)用。用于揮發(fā)性有機(jī)物的分離和在色譜及質(zhì)譜分析樣品的制備。發(fā)展趨勢：1 膜材料：繼續(xù)開發(fā)功能高分子膜材料和開發(fā)無機(jī)膜材料；2 新的膜過程：膜蒸餾、膜萃取、膜反應(yīng)；3 集成膜過程。在解決某一具體分離目標(biāo)時(shí)，綜合利用幾個膜過程，使之各盡所長，往往能達(dá)到最大限度的分離效果，獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。8、 天然產(chǎn)物分離分析方法進(jìn)展？一 、超臨界流體萃取聯(lián)用技術(shù)1)超臨界流體萃取-高效液相色譜聯(lián)用技術(shù)2)超臨界流體萃取-超臨界流體色譜聯(lián)用技術(shù)3)超臨界流體萃取光譜聯(lián)用技術(shù)4)超臨界流體萃取-核磁共振聯(lián)用技術(shù)5)超臨界流體萃取與其它分析技術(shù)

14、的在線聯(lián)用二 、高速逆流色譜聯(lián)用技術(shù)1)高效逆流色譜-高效液相色譜聯(lián)用技術(shù)2)高效逆流色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)3)高效逆流色譜-蒸發(fā)光散射檢測聯(lián)用技術(shù)3)二維逆流色譜技術(shù)三、 微波輔助萃取聯(lián)用技術(shù)1)動態(tài)微波輔助萃取-色譜聯(lián)用技術(shù)2)微波輔助萃取-光譜聯(lián)用技術(shù)3)微波輔助萃取與其它樣品前處理技術(shù)的應(yīng)用四 、亞臨界水萃取聯(lián)用技術(shù)五、 固相（微）萃取聯(lián)用技術(shù)1)固相萃取-高效液相色譜聯(lián)用技術(shù)2)固相萃取-光譜聯(lián)用技術(shù)3)固相微萃取-高效液相色譜聯(lián)用技術(shù)六、 超聲波輔助萃取聯(lián)用技術(shù)9、 如何設(shè)計(jì)一個分離分析方法？答題抓住物質(zhì)性質(zhì)的差異，熔點(diǎn)，沸點(diǎn)，磁性，極性，溶解度，分配系數(shù)等等（能想到的，都列進(jìn)去），因

15、為這些物質(zhì)不能自發(fā)的分離，需要外施加一場，在外場作用下，由于物質(zhì)某性質(zhì)的差異來實(shí)現(xiàn)分離?？梢耘e色譜分離的例子。分離方法的選擇：要能選擇滿意的分離方法，必須熟悉各種分離方法的基本原理和它的優(yōu)缺點(diǎn)，熟悉所分析樣品的性質(zhì)，弄清后續(xù)分析方法的性質(zhì)和對分析結(jié)果準(zhǔn)確度的要求綜合分析過程：1）分析任務(wù)確定2）分析方法選擇樣品性質(zhì)、穩(wěn)定性含量大致范圍方法檢測限及準(zhǔn)確度、分析時(shí)間設(shè)備、費(fèi)用、經(jīng)驗(yàn)3）樣品預(yù)處理4）含量測定、結(jié)構(gòu)鑒定及表界面性質(zhì)表征5）數(shù)據(jù)的正確表示與評估10、 熱解析、流動注射分析的原理、特點(diǎn)？熱解析原理：將固體、液體、氣體樣品或吸附有待測物的吸附管置于熱解析裝置中，當(dāng)裝置升溫時(shí)，揮發(fā)性、半揮發(fā)

16、性組分從被解析物種釋放出來，通過惰性載氣帶著待測物進(jìn)入GC、GC-MS分析的一種技術(shù)。熱解析的基礎(chǔ)是待測物從個吸附材料商全部解析出來，即通過加熱使樣品中的有機(jī)物揮發(fā)出來而不發(fā)生降解且不產(chǎn)生不想要的副產(chǎn)物。特點(diǎn)：1熱解析可進(jìn)行100%的樣品組分的色譜分析，而不是一部分，使靈敏度大大提高；2在色譜分析中因無溶劑峰，可進(jìn)行寬范圍揮發(fā)性物質(zhì)分析，色譜保留時(shí)間短的樣品組分不會受到溶劑峰的干擾；3 熱解析不適用有機(jī)溶劑，減少和消除了由于溶劑汽化和廢棄物對環(huán)境的污染以及對人體健康的影響；4熱解析與氣相色譜或質(zhì)譜聯(lián)用，可進(jìn)行復(fù)雜樣品的分析測定，具有廣泛的應(yīng)用范圍。無需使用有機(jī)溶劑，易于實(shí)現(xiàn)自動化。缺點(diǎn)：樣品完

17、全解析可能需要較長的時(shí)間，樣品處理的費(fèi)用可能較高。對于大的和重的污染樣品或含有不揮發(fā)組分的樣品，常常需要很長的吹掃時(shí)間以完全地收集它們。由于常被用來測定小體積樣品，樣品的代表性令人關(guān)注。此外，熱解析裝置較昂貴。流動注射分析儀工作原理：把一定體積的試樣間歇地注射到一個密閉的、運(yùn)動著的、由適當(dāng)液體（反應(yīng)試劑）組成的連續(xù)載流中并被載流推動進(jìn)入反應(yīng)管道。試樣在運(yùn)動過程中靠對流和擴(kuò)散作用分散，形成某種可以被檢測的物質(zhì)，隨載流進(jìn)入檢測器中，產(chǎn)生瞬時(shí)信號，并用記錄儀連續(xù)記錄。特點(diǎn)：1 廣泛的適應(yīng)性；2 高效率；3 響應(yīng)時(shí)間快；4低消耗；5 高精度；6設(shè)備簡單，價(jià)格低廉。因此，流動注射分析技術(shù)被廣泛應(yīng)用于樣品

18、的在線分離、富集和分析方面。11、 你研究生期間研究方向是什么？畢業(yè)論文解決了什么問題？加入考上博士，如何結(jié)合本團(tuán)隊(duì)的研究開展博士期間的研究？研究生期間的研究方向?yàn)橹亟饘俚姆蛛x富集極其檢測。解決了環(huán)境水樣中的重金屬離子由于含量極低不能直接進(jìn)行檢測的問題。選題：分子印跡微萃取技術(shù)在環(huán)境分析中的應(yīng)用選題意義：環(huán)境問題是事關(guān)人民正常生活工作和構(gòu)建和諧社會的重大戰(zhàn)略問題。近年來, 環(huán)境污染越來越受到人們的廣泛關(guān)注。環(huán)境中污染物的分析檢測在環(huán)境污染的預(yù)防和治理方面發(fā)揮著越來越大的作用。在分子印跡聚合物的基礎(chǔ)上用不同的合成方法或固載形式做成SPME探針、磁性微球、吸附萃取攪拌棒等及應(yīng)用于環(huán)境樣品中的前處理

19、，并將印跡材料結(jié)合在氣相色譜和液相色譜流路中，進(jìn)行在線的分離和分析，是未來的發(fā)展方向。主要思路：MIT 通常選擇合理的功能單體與模板分子形成復(fù)合物，加入適當(dāng)?shù)慕宦?lián)劑、致孔劑、引發(fā)劑，在一定的條件下（如低溫光照或加熱）引發(fā)聚合反應(yīng)，最后再用如萃取或經(jīng)酸水解的方法將分子模板去除。這樣便得到了在三維空間上與模板分子完全匹配并對其有很好選擇性的空穴，從而可以在一定的基質(zhì)中將模板分子富集。根據(jù)形成復(fù)合物時(shí)的作用方式不同，MIT 主要分為共價(jià)法與非共價(jià)法。共價(jià)法又稱預(yù)組織法，模板分子與功能單體之間依靠共價(jià)鍵的作用形成復(fù)合物，在一定的化學(xué)條件下除去模板分子。此方法形成的共聚物模板分子較難除凈，對分離和富集有

20、一定影響。其結(jié)合與解離的速度較慢，但卻可以形成較高的專一識別性。非共價(jià)法又稱自組織法，模板分子與功能單體通過非共價(jià)鍵作用，如氫鍵、靜電引力、電荷轉(zhuǎn)移、離子對作用、金屬配位作用、疏水作用、范德華力等形成復(fù)合物。這種作用更接近于天然的分子識別過程，對印跡分子的類型沒有太多的限制。但其特異性選擇能力較共價(jià)法弱，飽和吸附量較低。鑒于這兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，模板與功能單體形成聚合物時(shí)采用共價(jià)鍵作用，進(jìn)行分子識別時(shí)采用非共價(jià)鍵作用的設(shè)想應(yīng)運(yùn)而生。此MIPs 選擇專一性較高，識別過程近似天然分子識別過程。 基本內(nèi)容：（1）合成分子印跡聚合物1.在一定溶劑（也稱致孔劑）中，模板分子與功能單體依靠官能團(tuán)之間的共價(jià)或非共價(jià)作用形成主客體配合物； 2.加入交聯(lián)劑，通過引發(fā)劑、光或熱等引發(fā)單體聚合，使主客體配合物與交聯(lián)劑通過自由基共聚合在模板分子周圍形成高聯(lián)的剛性聚合物； 3.將聚合物中的印跡分子洗脫或解離出來。（2）環(huán)境樣品的分析 將合成的分子印跡聚合物應(yīng)用于環(huán)境樣品中的前處理，并將印跡材料結(jié)合在氣相色譜和液相色譜流路中，進(jìn)行在線的分離和分析.重要觀點(diǎn)：分子印跡技術(shù)研究已獲顯著進(jìn)展,