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1、第二章第二章 快速的样品前处理技术快速的样品前处理技术oo基本概念基本概念基本概念基本概念oo一般方法一般方法一般方法一般方法oo固相萃取和固相微萃取技术固相萃取和固相微萃取技术固相萃取和固相微萃取技术固相萃取和固相微萃取技术oo微波溶样技术微波溶样技术微波溶样技术微波溶样技术oo其他技术其他技术其他技术其他技术基本概念基本概念oo样品前处理样品前处理= =样品制备样品制备 样本分析测定前的一系列准备工作，包括：样本分析测定前的一系列准备工作，包括：样本的整理、清洗、匀化、缩分、粉碎、匀样本的整理、清洗、匀化、缩分、粉碎、匀浆、消化、提取、净化、浓缩、衍生化等浆、消化、提取、净化、浓缩、衍生化
2、等一般方法一般方法oo提取：待测组分与样品分离的过程提取：待测组分与样品分离的过程提取：待测组分与样品分离的过程提取：待测组分与样品分离的过程 静置法、匀浆法、振荡提取法、专用装置提取法等静置法、匀浆法、振荡提取法、专用装置提取法等静置法、匀浆法、振荡提取法、专用装置提取法等静置法、匀浆法、振荡提取法、专用装置提取法等oo净化：待测组分与杂质分离的过程净化：待测组分与杂质分离的过程净化：待测组分与杂质分离的过程净化：待测组分与杂质分离的过程 固相萃取法、液液分配法、化学处理法、低温冷冻净化法等固相萃取法、液液分配法、化学处理法、低温冷冻净化法等固相萃取法、液液分配法、化学处理法、低温冷冻净化法
3、等固相萃取法、液液分配法、化学处理法、低温冷冻净化法等 oo浓缩浓缩浓缩浓缩 旋转蒸发、氮气吹干旋转蒸发、氮气吹干旋转蒸发、氮气吹干旋转蒸发、氮气吹干固相萃取和固相微萃取技术固相萃取和固相微萃取技术SolidPhaseExtractionSPEAndSolidphaseMicro-ExtractionSPMEooSPESPESPESPE是是是是发展于上世纪发展于上世纪发展于上世纪发展于上世纪7070年代的年代的年代的年代的一种样品一种样品一种样品一种样品预处理技术，主要用于样品的分离、净预处理技术，主要用于样品的分离、净预处理技术，主要用于样品的分离、净预处理技术，主要用于样品的分离、净化和浓
4、缩化和浓缩化和浓缩化和浓缩oo一个液一个液一个液一个液- - - -固的物理萃取过程。在固的物理萃取过程。在固的物理萃取过程。在固的物理萃取过程。在SPESPESPESPE过程过程过程过程中，固相对分析物的吸附力大于样品母中，固相对分析物的吸附力大于样品母中，固相对分析物的吸附力大于样品母中，固相对分析物的吸附力大于样品母液，当样品通过液，当样品通过液，当样品通过液，当样品通过SPESPESPESPE柱时，分析物被吸附柱时，分析物被吸附柱时，分析物被吸附柱时，分析物被吸附在固体表面，其他组分则随样液通过柱在固体表面，其他组分则随样液通过柱在固体表面，其他组分则随样液通过柱在固体表面，其他组分则
5、随样液通过柱子，最后用适当的溶剂将分析物脱下来子，最后用适当的溶剂将分析物脱下来子，最后用适当的溶剂将分析物脱下来子，最后用适当的溶剂将分析物脱下来oo在在在在20032003版的版的版的版的“ “食品卫生检测方法食品卫生检测方法食品卫生检测方法食品卫生检测方法” ”标准标准标准标准系列中，有很多项目，尤其是农药项目系列中，有很多项目，尤其是农药项目系列中，有很多项目，尤其是农药项目系列中，有很多项目，尤其是农药项目的前处理普遍使用了固相萃取技术的前处理普遍使用了固相萃取技术的前处理普遍使用了固相萃取技术的前处理普遍使用了固相萃取技术 经典的真空固相萃取装置经典的真空固相萃取装置 SPESPE
6、的分类及一般操作程序的分类及一般操作程序oo正相固相萃取正相固相萃取正相固相萃取正相固相萃取所用的吸附剂都是极性的所用的吸附剂都是极性的所用的吸附剂都是极性的所用的吸附剂都是极性的取决于目标化合物的极取决于目标化合物的极取决于目标化合物的极取决于目标化合物的极性官能团与吸附剂表面的极性官能团之间相互作用性官能团与吸附剂表面的极性官能团之间相互作用性官能团与吸附剂表面的极性官能团之间相互作用性官能团与吸附剂表面的极性官能团之间相互作用，其中包括了，其中包括了，其中包括了，其中包括了氢键，氢键，氢键，氢键，键相互作用，偶极偶极相互作用和偶极诱导偶键相互作用，偶极偶极相互作用和偶极诱导偶键相互作用，
7、偶极偶极相互作用和偶极诱导偶键相互作用，偶极偶极相互作用和偶极诱导偶极相互作用以及其他的极性极性作用。极相互作用以及其他的极性极性作用。极相互作用以及其他的极性极性作用。极相互作用以及其他的极性极性作用。oo反相固相萃取反相固相萃取反相固相萃取反相固相萃取所用的吸附剂和目标化合物通常是非极性的或极性所用的吸附剂和目标化合物通常是非极性的或极性所用的吸附剂和目标化合物通常是非极性的或极性所用的吸附剂和目标化合物通常是非极性的或极性较弱的，主要是靠非极性非极性相互作用，是范德华力或色散较弱的，主要是靠非极性非极性相互作用，是范德华力或色散较弱的，主要是靠非极性非极性相互作用，是范德华力或色散较弱的
8、，主要是靠非极性非极性相互作用，是范德华力或色散力。力。力。力。oo离子交换固相萃取离子交换固相萃取离子交换固相萃取离子交换固相萃取是靠目标化合物与吸附剂之间的相互作用是是靠目标化合物与吸附剂之间的相互作用是是靠目标化合物与吸附剂之间的相互作用是是靠目标化合物与吸附剂之间的相互作用是静电吸引力静电吸引力静电吸引力静电吸引力 oo固相萃取的一般操作程序：固相萃取的一般操作程序：固相萃取的一般操作程序：固相萃取的一般操作程序：活化吸附剂、上样、洗涤和洗脱活化吸附剂、上样、洗涤和洗脱活化吸附剂、上样、洗涤和洗脱活化吸附剂、上样、洗涤和洗脱课后思考题课后思考题oo请比较请比较2003年前后农残检测方法
9、标准中的年前后农残检测方法标准中的样品预处理步骤，并谈谈采用样品预处理步骤，并谈谈采用SPE后，检测后，检测时间可缩短至多少？时间可缩短至多少？（是指从样品预处理到是指从样品预处理到最后检测结果出来）最后检测结果出来） SPE的操作SPE的操作试样试样20g加入内标，剧烈摇均后放置加入内标，剧烈摇均后放置10min萃取萃取丙酮15ml液液-液萃取：电磁搅拌液萃取：电磁搅拌2min+15min；静置分层（时间视情况而定）静置分层（时间视情况而定）水300ml NaCl3g 正己烷3.5ml小心吸取获得有机相小心吸取获得有机相40摄氏度，氮气吹干摄氏度，氮气吹干乙酸乙酯溶解乙酸乙酯溶解GC/MS微
10、量液微量液-液萃取操作步骤液萃取操作步骤SPMESPME的发展历史的发展历史在在在在SPESPESPESPE基础上，迅速发展的新型的、环境友好的样品前处理技术基础上，迅速发展的新型的、环境友好的样品前处理技术基础上，迅速发展的新型的、环境友好的样品前处理技术基础上，迅速发展的新型的、环境友好的样品前处理技术具有便于实现自动化、易于与色谱、电泳等高效分离检测手段联用等具有便于实现自动化、易于与色谱、电泳等高效分离检测手段联用等具有便于实现自动化、易于与色谱、电泳等高效分离检测手段联用等具有便于实现自动化、易于与色谱、电泳等高效分离检测手段联用等突出的优点突出的优点突出的优点突出的优点n n198
11、9198919891989年，年，年，年，PawliszynPawliszynPawliszynPawliszyn 提出提出提出提出n n1993199319931993年，商品化年，商品化年，商品化年，商品化Fiber-SPMEFiber-SPMEFiber-SPMEFiber-SPMEn n1993199319931993年，年，年，年， In-Tube-SPME -GCIn-Tube-SPME -GCIn-Tube-SPME -GCIn-Tube-SPME -GCn n1996199619961996年，商品化年，商品化年，商品化年，商品化Fiber-SPME-HPLCFiber-SPM
12、E-HPLCFiber-SPME-HPLCFiber-SPME-HPLCn n1997199719971997年，商品化年，商品化年，商品化年，商品化Fiber-SPME-GCFiber-SPME-GCFiber-SPME-GCFiber-SPME-GCn n1997199719971997年，年，年，年， In-Tube-SPME-HPLCIn-Tube-SPME-HPLCIn-Tube-SPME-HPLCIn-Tube-SPME-HPLCn n1999199919991999年，年，年，年，Pat Sandra Pat Sandra Pat Sandra Pat Sandra 提出提出提出
13、提出SBSESBSESBSESBSE技术技术技术技术n n2001200120012001年，一种新形式年，一种新形式年，一种新形式年，一种新形式In-Tube SPME-GCIn-Tube SPME-GCIn-Tube SPME-GCIn-Tube SPME-GCSPMESPME装置装置o装置外型如一只微量进样装置外型如一只微量进样器，由器，由手柄（手柄（holderholder）和）和萃取头或纤维头萃取头或纤维头（fiberfiber）两部分构成，两部分构成，萃取头是一根萃取头是一根1 1长，涂长，涂有有吸附剂（萃取相）吸附剂（萃取相）的熔的熔融纤维，接在不锈钢丝上，融纤维，接在不锈钢丝上
14、，外套细不锈钢管（保护纤外套细不锈钢管（保护纤维不被折断），纤维头在维不被折断），纤维头在钢管内可伸缩或进出，细钢管内可伸缩或进出，细不锈钢管可穿透橡胶或塑不锈钢管可穿透橡胶或塑料垫片进行取样或进样。料垫片进行取样或进样。手柄用于安装或固定萃取手柄用于安装或固定萃取头，可永远使用头，可永远使用SPEMSPEM原理原理oo当萃取达到平衡时，进入当萃取达到平衡时，进入当萃取达到平衡时，进入当萃取达到平衡时，进入萃取相的分析物的量为：萃取相的分析物的量为：萃取相的分析物的量为：萃取相的分析物的量为：N=KN=KfsfsVV1 1C Co oVV2 2/ /KKfsfsVV1 1+V+V2 2其中，其
15、中，其中，其中，C Co o为萃取前为萃取前为萃取前为萃取前分析物在样品中的浓度；分析物在样品中的浓度；分析物在样品中的浓度；分析物在样品中的浓度；KKfsfs为分析物在萃取相和为分析物在萃取相和为分析物在萃取相和为分析物在萃取相和试样间的分配系数；试样间的分配系数；试样间的分配系数；试样间的分配系数； VV1 1 为萃取相的体积；为萃取相的体积；为萃取相的体积；为萃取相的体积；VV2 2为为为为样品的体积样品的体积样品的体积样品的体积oo萃取原理：萃取原理：萃取原理：萃取原理：相似相溶机理相似相溶机理相似相溶机理相似相溶机理Fiber SPMEFiber-SPME-HPLC课后思考题课后思考
16、题oSPE、SPME与液-液萃取相比，有何优点？在应用上，有何局限oo固体萃取和液液萃取相比，其长处在于方便和消耗试剂少，短固体萃取和液液萃取相比，其长处在于方便和消耗试剂少，短固体萃取和液液萃取相比，其长处在于方便和消耗试剂少，短固体萃取和液液萃取相比，其长处在于方便和消耗试剂少，短处在于批次间的重复性难以保证处在于批次间的重复性难以保证处在于批次间的重复性难以保证处在于批次间的重复性难以保证oo固相萃取对液体样品有其额外的苛刻要求固相萃取对液体样品有其额外的苛刻要求固相萃取对液体样品有其额外的苛刻要求固相萃取对液体样品有其额外的苛刻要求oo SPMESPMESPMESPME的一次提取水平大
17、大低于常用的液的一次提取水平大大低于常用的液的一次提取水平大大低于常用的液的一次提取水平大大低于常用的液- - - -液萃取方法，但绝对进液萃取方法，但绝对进液萃取方法，但绝对进液萃取方法，但绝对进样量一般大于液样量一般大于液样量一般大于液样量一般大于液- - - -液萃取方法，灵敏度很高，也易于掌握，在一个液萃取方法，灵敏度很高，也易于掌握，在一个液萃取方法，灵敏度很高，也易于掌握，在一个液萃取方法，灵敏度很高，也易于掌握，在一个简单过程中同时完成了取样、萃取和富集简单过程中同时完成了取样、萃取和富集简单过程中同时完成了取样、萃取和富集简单过程中同时完成了取样、萃取和富集ooSPMESPME
18、SPMESPME商品化纤维种类较少，且容易破碎商品化纤维种类较少，且容易破碎商品化纤维种类较少，且容易破碎商品化纤维种类较少，且容易破碎 优缺点优缺点微波溶样技术微波溶样技术oo大多数样品是用液体状态进行定量分析的，因此大多数样品是用液体状态进行定量分析的，因此大多数样品是用液体状态进行定量分析的，因此大多数样品是用液体状态进行定量分析的，因此, ,溶样技术的改革溶样技术的改革溶样技术的改革溶样技术的改革仍是分析化学中的重大研究课题仍是分析化学中的重大研究课题仍是分析化学中的重大研究课题仍是分析化学中的重大研究课题oo微波溶样技术是使用微波加速酸消化的一种技术，速度是常规消微波溶样技术是使用微
19、波加速酸消化的一种技术，速度是常规消微波溶样技术是使用微波加速酸消化的一种技术，速度是常规消微波溶样技术是使用微波加速酸消化的一种技术，速度是常规消化法的化法的化法的化法的10-10010-10010-10010-100倍倍倍倍oo特点：特点：特点：特点： 溶样速度快溶样速度快溶样速度快溶样速度快 溶样效果好、重现性好溶样效果好、重现性好溶样效果好、重现性好溶样效果好、重现性好 操作简便、安全、易于控制和自动化操作简便、安全、易于控制和自动化操作简便、安全、易于控制和自动化操作简便、安全、易于控制和自动化 不易污染或损失不易污染或损失不易污染或损失不易污染或损失 微波溶样技术微波溶样技术oo分
20、子内加热原理，离子传导和偶极旋转机理同时起作用分子内加热原理，离子传导和偶极旋转机理同时起作用分子内加热原理，离子传导和偶极旋转机理同时起作用分子内加热原理，离子传导和偶极旋转机理同时起作用oo样品消化过程的运行参数选择非常重要样品消化过程的运行参数选择非常重要样品消化过程的运行参数选择非常重要样品消化过程的运行参数选择非常重要 样品用量、酸用量、消化的温度、压力及微波的输出功率等因素样品用量、酸用量、消化的温度、压力及微波的输出功率等因素样品用量、酸用量、消化的温度、压力及微波的输出功率等因素样品用量、酸用量、消化的温度、压力及微波的输出功率等因素oo起始温度升温时间保温时间及磁控管的最大输
21、出功率选择应根据起始温度升温时间保温时间及磁控管的最大输出功率选择应根据起始温度升温时间保温时间及磁控管的最大输出功率选择应根据起始温度升温时间保温时间及磁控管的最大输出功率选择应根据样品与酸液之间反应的剧烈程度而定样品与酸液之间反应的剧烈程度而定样品与酸液之间反应的剧烈程度而定样品与酸液之间反应的剧烈程度而定思考题思考题oo微波溶样技术微波溶样技术可用于哪些检可用于哪些检测项目上？测项目上？其他技术其他技术oo使用含有干粉培养基和冷水可溶性凝胶的细菌培养平板进行微生使用含有干粉培养基和冷水可溶性凝胶的细菌培养平板进行微生使用含有干粉培养基和冷水可溶性凝胶的细菌培养平板进行微生使用含有干粉培养
22、基和冷水可溶性凝胶的细菌培养平板进行微生物测定物测定物测定物测定减少了培养基配置的时间减少了培养基配置的时间减少了培养基配置的时间减少了培养基配置的时间oo涂抹棒快速取样技术涂抹棒快速取样技术涂抹棒快速取样技术涂抹棒快速取样技术oo疏水性栅格滤膜过滤样品疏水性栅格滤膜过滤样品疏水性栅格滤膜过滤样品疏水性栅格滤膜过滤样品微生物检测时，方便计数微生物检测时，方便计数微生物检测时，方便计数微生物检测时，方便计数oo采用分子印迹或亲和层析采用分子印迹或亲和层析采用分子印迹或亲和层析采用分子印迹或亲和层析快速捕捉目标物快速捕捉目标物快速捕捉目标物快速捕捉目标物图示图示【大肠菌群大肠菌群】123456平面
23、平面凹面凹面大肠菌群测试片大肠菌群测试片是一种预先制备好的培养基系统，是一种预先制备好的培养基系统，含有含有VRB 培养基，冷水可溶性凝培养基，冷水可溶性凝胶和胶和TTC指示剂，可增强菌落计指示剂，可增强菌落计数效果。表面覆盖的胶膜，可截数效果。表面覆盖的胶膜，可截留发酵乳糖的大肠菌群产生的气留发酵乳糖的大肠菌群产生的气体。培养结束后计数红点周围有体。培养结束后计数红点周围有气泡的菌落为大肠菌群数。气泡的菌落为大肠菌群数。培养培养24h 2h后应立即计数，可目测、用标准菌落计数器、显微镜、或自动后应立即计数，可目测、用标准菌落计数器、显微镜、或自动判读仪来计数。红色有气泡的菌落确认为大肠菌群数
24、。培养圆形面积边缘上判读仪来计数。红色有气泡的菌落确认为大肠菌群数。培养圆形面积边缘上及边缘以外的菌落不作计数。当培养区域出现大量气泡，大量不明显小菌落及边缘以外的菌落不作计数。当培养区域出现大量气泡，大量不明显小菌落或培养区呈暗红色三种情况，表明大肠菌群的浓度较高，需要进一步稀释样或培养区呈暗红色三种情况，表明大肠菌群的浓度较高，需要进一步稀释样品来获得准确的读数。品来获得准确的读数。 3MTM快速涂抹棒（快速涂抹棒（Quick Swab)干式取样干式取样 当待测表面潮湿时当待测表面潮湿时1. 标记每个涂抹棒标记每个涂抹棒2. 拧扭管子使球茎拧扭管子使球茎末端和涂抹棒管相末端和涂抹棒管相连处
25、分开连处分开3. 30度角缓慢并全度角缓慢并全面涂抹待测表面面涂抹待测表面,每涂抹一次注意翻每涂抹一次注意翻转涂抹棒头的方向转涂抹棒头的方向4. 取样后取样后, 完整地完整地把涂抹棒放回管中把涂抹棒放回管中5. 用大拇指掰断球茎用大拇指掰断球茎中的红色阀门中的红色阀门, 听到听到啪的一声啪的一声, 阀门打开阀门打开, Leetheen 肉汤流入肉汤流入管中和浸湿涂抹棒管中和浸湿涂抹棒6. 用力挤压球茎末用力挤压球茎末端端, 使使Leetheen 肉肉汤流入管中汤流入管中7. 在实验室里在实验室里, 充充分振荡涂抹棒至分振荡涂抹棒至少少10分钟分钟, 使菌与使菌与涂抹棒分离涂抹棒分离8. 在管壁
26、上挤拧出在管壁上挤拧出涂抹棒头上的内容涂抹棒头上的内容物物, 按通常工业用按通常工业用标准方法处置弃去标准方法处置弃去涂抹棒涂抹棒9. 小心地倾注管中小心地倾注管中的全部内容物到的全部内容物到3M PetrifilmTM测试片测试片上上10. 按包装内说明按包装内说明培养测试片培养测试片 3MTM快速涂抹棒（快速涂抹棒（Quick Swab)湿式取样湿式取样 当待测表面干燥时当待测表面干燥时1. 标记每个涂抹棒标记每个涂抹棒4. 拧扭管子使球茎拧扭管子使球茎末端和涂抹棒管相末端和涂抹棒管相连处分开连处分开5. 30度角缓慢并全面度角缓慢并全面涂抹待测表面涂抹待测表面,每涂抹每涂抹一次注意翻转涂
27、抹棒一次注意翻转涂抹棒头的方向头的方向6. 取样后取样后, 完整地把完整地把涂抹棒放回管中涂抹棒放回管中2. 用大拇指掰断球茎中用大拇指掰断球茎中的红色阀门的红色阀门, 听到啪的听到啪的一声一声, 阀门打开阀门打开, Leetheen 肉汤流入管中和肉汤流入管中和浸湿涂抹棒浸湿涂抹棒3. 用力挤压球茎末用力挤压球茎末端端, 使使Leetheen 肉肉汤流入管中汤流入管中7. 在实验室里在实验室里, 充分振充分振荡涂抹棒至少荡涂抹棒至少10分钟分钟, 使菌与涂抹棒分离使菌与涂抹棒分离8. 在管壁上挤拧出涂在管壁上挤拧出涂抹棒头上的内容物抹棒头上的内容物, 按按通常工业用标准方法通常工业用标准方法
28、处置弃去涂抹棒处置弃去涂抹棒9. 小心地倾注管中小心地倾注管中的全部内容物到的全部内容物到3M PetrifilmTM测试片测试片上上10. 按包装内说明按包装内说明培养测试片培养测试片 HygicultHygicult 琼脂载片是一块两面覆有为特定细菌生长的琼脂培养基的琼脂载片是一块两面覆有为特定细菌生长的琼脂培养基的塑料载片并根据欧盟（塑料载片并根据欧盟（EUEU）相关法规而设计，用来检测各类表面、原材相关法规而设计，用来检测各类表面、原材料、食品原料中的微生物（菌落总数、大肠菌群、霉菌和酵母菌）存在料、食品原料中的微生物（菌落总数、大肠菌群、霉菌和酵母菌）存在状况（其使用不会影响被采样本的质量）。该培养基上另含有吐温和卵状况（其使用不会影响被采样本的质量）。该培养基上另含有吐温和卵磷脂以中和残留的消毒剂对微生物生长的影响。磷脂以中和残留的消毒剂对微生物生长的影响。 HygicultHygicult琼脂载片检测微生物介绍琼脂载片检测微生物介绍TPC：菌落总数 CF：大肠菌群 E：大肠杆菌 Y&F：霉菌和酵母 操作步骤操作步骤接种培养判读第一步第一步第二步第二步第三步第三步其他几种微生物菌落生长情况及结果判读其他几种微生物菌落生长情况及结果判读 TPC E E/beta-GUR Y&F 细菌总数细菌总数 肠杆菌科肠杆菌科 大肠杆菌大肠杆菌 酵母菌酵母菌&真真菌菌
