樣本前處理

現代分析化學所面臨的樣本性質的複雜程度是前所未有的，分析的對象不僅包括氣、液、固相中的所有物質，而且往往以多相形式存在；其組成不但複雜，而且測定的時往往相互干擾；同時被檢測物的濃度要求越來越低，穩定性隨時變化，因而給分析帶來了一系列困難，尤其是各種環境與生物樣本採集後直接進行的可能性很小，一般都要經過樣本製備與前處理以後才能測定

一個完整的樣本分析過程，從採樣開始到寫出分析報告，大致可以分為4個步驟：樣本採集、樣本前處理、分析檢測；數據處理與報告結果。統計結果表明，這個步驟中樣本前處理佔用了相當多的時間，有的甚至可以佔有全程時間的70%，甚至更多；比樣本本身的檢測分析多近一半的時間。因此近些年來樣本前處理方法和技術的研究引起了分析學家的關注。各種新技術與新方法的探索與研究已經成為當代分析化學的重要課題與發展方向之一，快速、簡便、自動化的前處理技術不僅省時、省力，而且可以減少由於不同人員操作以及樣本多次轉移帶來的誤差，同時可以避免使用大量有機溶劑並減少對環境的污染，樣本前處理技術的深入研究必將對分析化學的發展起到積極的推動作用。

氣體、液體或固體樣本大多數情況下都必須經過處理才能進行分析測定。特別是許多複雜樣本以多相非均一態的形式存在，如大氣中所含油氣溶膠和浮塵，廢水中含有的乳液、固體微粒與懸浮物，土壤中的水分、微生物、石塊等，所以，複雜的樣本必須經過前處理後才能進行分析測定，樣本前處理的目的是：

1， 濃縮痕量的被測組分，提高方法的靈敏度，降低檢測限；

2， 去除樣本中的基體與其他干擾物質；

3， 通過衍生化以其他反應，使被測物轉化成為檢測靈敏度更高的物質或轉化為與樣本中干擾組分能夠分離的物質，提高方法的靈敏度和選擇性

4， 濃縮樣本的質量與體積，便於運輸與保存，提高樣本的穩定性，使之不受空氣的影響

5， 保護分析儀器以及測試系統，以免影響一起的性能以及壽命

對樣本的前處理，首先可以起到濃縮被測痕量組分的作用，從而提高方法的靈敏度，降低檢測限。因為樣本中待測物質濃度往往很低，難以直接測定，經過前處理富集後，就很容易用於各種儀器分析測定，從而降低了測定方法的檢測限。其次可以消除基體對測定的干擾，提高方法的靈敏度，否則基體產生的信號將部分或完全掩蓋痕量被測物的信號，不但對選擇分析方法最佳操作條件的要求有所提高，而且增加了測定的難度，容易帶來較大的測量誤差，通過衍生化的前處理方法，可以使一些在通常檢測器上沒用響應或響應值較低的化合物轉化為響應值高的化合物。衍生化通常還用於改變被測物的性質，提高被測物與基體或其他干擾物的分離度，從而達到改善方法靈敏度與選擇性的目的，此外，樣本經前處理以後容易保存或運輸，而且可以使被測組分保持相對的穩定，不容易發生變化。最後，通過樣本前處理可以除去對儀器或分析系統有害的物質，如強酸或強鹼性物質、生物分子等，從而延長儀器的使用壽命，使分析測定能長期的保持穩定、可靠的狀態下進行。

有人説“選擇一種合適的樣本前處理方法，就等於完成了分析工作的一半”，這恰如其分地道出了樣品前處理的重要性。對於一個具體樣本 , 如何從眾多的方法中選擇合適的呢 ? 迄今為止 , 沒有同一種樣品前處理方法能完全適合不同的樣本或不同的被測對象。即使同一種被測物，所處的樣本與條件不同，可能要採用的前處理方法也不同。所以對於不同樣品中的分析對象要進行具體分析，確定最佳方案，一般來説 , 評價樣本前處理方法選擇是否合理 , 下列各項準則是必須考慮的：

1， 是否能最大限度地去除影響測定的干擾物。這是衡量前處理方法是否有效的指標，否則即使方法簡單、快速也無濟於事。

2， 被測組分的回收率是否高。回收率不高通常伴隨着結果的重複性比較差，不但影響到方法的靈敏度和準確度，而且最終使低濃度的樣本無法測定，因為濃度越低，回收率往往也越差。

3， 操作是否簡便、省時。前處理方法的步驟越多，多次轉移引起的樣本損失就越大，最終的誤差也越大。

4， 成本是否低廉。儘量避免使用昂貴的儀器與試劑。當然，對於目前發展的一些新型高效、快速、簡便、可靠而且自動化程度很高的樣本前處理技術，儘管使用有些儀器的價格較為昂貴，但是與其產生的效益相比，這種投資還是值得的。

5， 是否影響人體健康及環境。應儘量少用或不用污染環境或影響人體健康的試劑 , 即使不可避免, 必須使用時也要回收循環利用 , 將其危害降至最低。

6， 應用範圍儘可能廣泛。儘量適合各種分析測試方法 , 甚至聯機操作，便於過程自動化。

7， 是否適用於野外或現場操作。

由於傳統的樣本前處理方法存在諸多問題和缺點，近年來，分析工作者改進並創新了一系列的樣本前處理技術，包括各種前處理新方法與新技術的研究以及這些技術與分析方法在線連用設備的研究兩個方面。如液—液微萃取、自動索氏提取、吹掃捕集、微波輔助萃取、超臨界流體萃取，超聲波萃取，固相萃取、固相微萃取、頂空法、膜萃取、加速溶劑萃取等，這些新技術的共同點是：所需時間短，消耗溶劑量少，操作簡便，能自動在線處理樣本，精密度高等，這些前處理方法有各自不同的應用範圍和前景。

按照樣本形態來分，樣本前處理技術主要分為固體、液體及氣體的前處理技術。

1，固體樣本前處理技術

2，液體樣本前處理技術

3，氣體樣本前處理技術

近年來發展較快的樣本前處理技術有超臨界流體萃取法、固相微萃取法、液膜萃取法、微波輔助萃取法等，特別是為了解決傳統分析中溶劑帶來的不良影響，無溶劑或少溶劑樣本前處理方法發展比較快。根據萃取相的狀態，無溶劑樣本前處理方法主要分為氣象萃取法、膜萃取法和吸附取法，。氣象萃取法包括定空萃取法、超臨界流體萃取法，膜萃取法法分低壓氣象洗脱盒高壓氣象洗脱兩種方式，吸附萃取法包括固相萃取法盒固相微萃取法。 ^[1]