樣品前處理條件的優(yōu)化前處理是分析方法的關(guān)鍵一環(huán)，樣品前處理的目的是使樣品能適合分析方法的要求。通常包括消化和提取、分離和凈化等步驟?；一瘶悠窌r選擇適宜的溫度和時間，必要時可加助熔劑；濕法消化選擇適宜的酸和溫度。提取要選擇提取效率高的提取劑和提取方法。提取條件的選擇一般以加標(biāo)樣品或陽性樣品用不同溶劑和方法提取，將樣品與標(biāo)準(zhǔn)溶液的測定結(jié)果進行比較，計算提取率。分離和凈化是為了去除干擾成分。可用C18柱、硅鎂吸附劑、D101大孔吸附樹脂等吸附分離，對洗脫條件進行優(yōu)化，選擇適宜洗脫劑和洗脫時間。二、食品樣品的前處理（pretreamentfoodsamples）指食品樣品在測定前消除干擾成分，濃縮待測組分，使樣品能滿足分析方法要求的操作過程。1.無機化處理采用高溫或高溫下強氧化條件，使食品樣品中的有機物分解并呈氣體逸出，而待測組分被保留下來用于分析的一種樣品前處理方法。1）濕法消化（wetdigestion）加入氧化性強酸，加熱破壞有機物，使待測的無機成分釋放出來，以便分析測定。方法特點優(yōu)點：分解有機物速度快、所需時間短；加熱溫度低，減少待測組分的揮發(fā)損失。缺點：消化過程產(chǎn)生大量有害氣體，操作必須在通風(fēng)櫥中進行；試劑用量較大，有時空白值高；消化初期，反應(yīng)劇烈產(chǎn)生大量泡沫，樣品可能溢出；樣品可能出現(xiàn)炭化，使待測組分損失。
常用的氧化性強酸a）硝酸濃硝酸（65％～68%,14mol/L),沸點121.8具有較強的氧化能力，能將樣品中有機物氧化成CO2H2O，自身還原成NO2。單獨使用硝酸不能分解有機物，因此常常與其他酸配合使用。幾乎所有的硝酸鹽都溶于水，但易與錫和銻形成難溶的偏錫酸（H2SnO3）和偏銻酸（H2SbO3）或其鹽。b）高氯酸（65%～70%，11mol/L）能與水形成恒沸溶液，沸點203。熱的高氯酸是強氧化劑，氧化能力較硝酸和硫酸強，幾乎所有的有機物都能被它分解。高氯酸沸點適中，氧化能力持久，用于消化食品樣品速度快，過量的高氯酸易除去。但一般不單獨用高氯酸氧化樣品，而使用硝酸和高氯酸的混合酸分解有機物。K＋和NH4＋鹽外，一般高氯酸鹽都溶于水。c）硫酸稀硫酸沒有氧化性，熱的濃硫酸（98%，18mol/L）有較強氧化性，對有機物有強烈的脫水作用，可使食品中的蛋白質(zhì)氧化脫氨。硫酸沸點高（338），不易揮發(fā)損失。硫酸的氧化能力不如高氯酸和硝酸強，硫酸與堿土金屬（Ca、Mg、BaPb）形成的鹽在水中溶解度較小。常用消化方法a）硫酸消化法凱氏定氮法測定食品中蛋白質(zhì)含量采用硫酸消化法，同時加入硫酸鉀和硫酸銅，蛋白質(zhì)中的氮轉(zhuǎn)變成硫酸銨留在消化液中，不會進一步氧化成氮氧化物而損失。
b）硝酸－高氯酸消化法可采取兩種方式：一是先加硝酸消化，待大量有機物分解后再加高氯酸；二是事先以一定比例（一般為HNO3＋HClO4＝4+1）配制混合酸，將樣品浸泡過夜，次日消化。該法氧化能力強，消化速度快，消化溫度較低，揮發(fā)損失少。消化時應(yīng)特別注意安全。含酒精和含油脂較多組分，不宜采用此法。c）硝酸－硫酸消化法加入兩酸混合液或先加硫酸，加熱使有機物分解、炭化，然后不斷補加硝酸。此法不宜做食品中堿土金屬的分析。對含大量脂肪和蛋白質(zhì)的樣品，消化后期可加入少量高氯酸或過氧化氫，加快消化速度。消化操作技術(shù)a）敞口消化法：通常在凱氏燒瓶或硬質(zhì)錐瓶中進行，是的消化方法。b）回流消化法測定含揮發(fā)性成分的樣品時，可在回流消化裝置中進行，避免被測組分揮發(fā)損失。c）冷消化法又稱低溫消化。將樣品與消化液混合后置于室溫或37～40烘箱內(nèi)，放置過夜。低溫消化可避免易揮發(fā)元素的損失。僅適于含有機物較少的樣品。d）密封罐消化法采用壓力密封消化罐和少量消化液，在一定壓力下對樣品消化。將密封罐置于150烘箱中保溫2h。由于在密閉容器中消化液的蒸氣不能逸散，產(chǎn)生較高壓力，提高了消化劑的利用率。此法樣品用量一般小于1g，只需加30%的過氧化氫和一滴硝酸即可，空白值較低。
e）微波消解法在2450MHz的微波電磁場作用下，微波穿透容器直接輻射到樣品和試劑的混合液中。吸收微波能量后，使消化介質(zhì)的分子相互摩擦２）干灰化法（dryashing）將樣品置于磁坩堝中，先在電爐上脫水、炭化，再置于500～600高溫爐中灼燒灰化。有機物分解，留下無機物供測定。產(chǎn)生高熱。同時交變電磁場使介質(zhì)分子極化，高頻輻射使極化分子快速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生猛烈摩擦、碰撞和震動，使樣品分解。微波消解試劑用量小，空白值低；使用密閉容器，減少了對外界的污染。方法特點操作簡便，基本不加或加很少試劑，因而空白值很低。提高干灰化法回收率的措施a）加入助灰化劑為加速有機物氧化，防止某些組分揮發(fā)或被坩堝吸留，可加適量助灰化劑。如測食品中碘時可加氫氧化鉀使碘元素變成難揮發(fā)的，減少損失；測砷時可加氧化鎂和硝酸鎂，使砷轉(zhuǎn)變成難揮發(fā)的焦鎂（Mg2As2O7），常常將氧化鎂襯墊在坩堝底減少坩堝吸留。b）采用適宜的灰化溫度應(yīng)選擇盡可能低的溫度灰化，但溫度過低會延長灰化時間。通常選55025灰化4h，一般不超過600。近年發(fā)展了低溫灰化技術(shù)，將樣品放在低溫灰化爐中，先將爐內(nèi)抽至近真空，并通入氧氣，用射頻照射使氧氣活化，在低于150下便可是有機物全部灰化。
但目前低溫灰化爐價格昂貴，尚難普及。2.干擾成分的去除測定各種有機成分時，可采用多種前處理方法有機樣品提取方法，將待測的有機成分與基體或其他干擾成分分離后再進行測定。常用分離凈化方法有：（1）溶劑提取法根據(jù)相似相溶的原則。一般分為浸提法和液－液萃取法。浸提法利用樣品中各組分在某一溶劑中溶解度的差異。包括：振蕩浸漬法、搗碎法、索氏提取法和超聲波提取。液－液萃取法利用溶質(zhì)在兩種不相溶的溶劑中分配系數(shù)不同。如測定動物油脂中的有機氯農(nóng)藥，可先用石油醚萃取，然后加濃硫酸使脂肪磺化生成極性大的親水性物質(zhì)，加水反萃取可除去脂肪，有機氯農(nóng)藥留在石油醚層。如測定魚肉中的組胺，是以鹽的形式存在于樣品中，需加堿使之生成組胺，用戊醇萃取至有機相中，再加鹽酸，組胺以鹽酸鹽的形式存在，易溶于水，被反萃取至水相，與樣品中其他組分分離。（2）揮發(fā)法和蒸餾法利用待測組分的揮發(fā)性或通過化學(xué)反應(yīng)將其轉(zhuǎn)變成具有揮發(fā)性的氣體，與樣品基體分離，經(jīng)吸收液收集后用于測定。蒸餾法常壓蒸餾、減壓蒸餾及水蒸氣蒸餾。測定揮發(fā)性有機磷農(nóng)藥，首先用乙酸乙酯提取樣品中的殘留農(nóng)藥。取一定量樣液加入填有玻璃棉、砂子的Storherr180～185，用氮氣將農(nóng)藥吹出，經(jīng)聚四氟乙烯螺旋管冷凝，收集到玻璃管中供測定用。
樣品中的脂肪、蠟質(zhì)、色素等高沸點物質(zhì)仍留在Storherr管中。達(dá)到分離、凈化、濃縮的目的。一般與氣相色譜聯(lián)用。靜態(tài)頂空法：將樣品置于密閉容器中，恒溫加熱一段時間，低沸點組分在容器內(nèi)揮發(fā)達(dá)到蒸氣壓平衡，抽取上層蒸氣用于氣相色譜分析。動態(tài)頂空法：在頂空裝置中不斷通入氮氣，使其中揮發(fā)性成分隨氮氣逸出，收集于吸附柱中，經(jīng)熱解吸或溶劑解析后分析。此法操作復(fù)雜，但靈敏度高。 氫化物發(fā)生法用還原劑將待測組分還原成易揮發(fā)的氫化物，從基體中分離出來。 氫化物經(jīng)吸收液吸收后 １）利用顯色反應(yīng)分光光度法測定； ２）直接導(dǎo)入原子吸收光譜儀測定。 （3）固相萃取 （solid phase extraction，SPE） 1）基本原理和優(yōu)點 基本原理是樣品在固相（吸附劑）和液相（溶劑）之間的分配。其保 留或洗脫的機制取決于被分離物與吸附劑表面的活性基團以及被分 離物與液相之間的分子作用力。 洗脫模式有兩種： 一是目標(biāo)化合物比干擾物與吸附劑之間的親和力更強，因而被保留， 干擾物先洗出，然后選用對目標(biāo)化合物親和力更強的溶劑洗脫目標(biāo)化 二是干擾物比目標(biāo)化合物與吸附劑之間的親和力更強，干擾物質(zhì)被保留，目標(biāo)化合物直接被洗脫。
采用種洗脫方式的較多。 2）裝置和操作 主要裝置是固相萃取柱（SPE 小柱），外形類似于，通常 選玻璃或聚四氟乙烯作柱體。柱體積 1~50ml 不等，的是 1~6ml。其中吸附劑的粒徑多為40 操作步驟分為：萃取柱預(yù)處理上樣洗去干擾雜質(zhì)洗脫及收集分析物 與液－液萃取相比，固相萃取有以下優(yōu)點： 回收率和富集倍數(shù)高；有機溶劑消耗量低，減少環(huán)境污染； 采用高效、高選擇性定性吸附劑，被分析物與干擾物分離更有效； 易于處理小體積試樣； 操作簡便、費用低，易于實現(xiàn)自動化。 柱中填充物除吸附劑外也可以是離子交換樹脂、凝膠等其它材料，故 分離原理可以有吸附、分配、凝膠過濾、親和萃取等。 如測定保健食品中總皂甙，先用水提取，再經(jīng) AXD－2 大孔樹脂柱 分離凈化，用分光光度法測定。 有報道將的特異抗體聯(lián)到某載體上制成親和柱，用于分析 時去除干擾物。 （4）固相微萃取 (solid phase micro-extraction，SPME) 上世紀(jì)90 年代初發(fā)展起來的樣品前處理技術(shù)。 1993 年美國 Supelco 公司首先推出了商品化的 SPME 裝置，在分析 化學(xué)領(lǐng)域引起了極大反響。
1994 年雜質(zhì)《Research Development》將其評為秀的100項新產(chǎn)品之一。 分為萃取和解吸兩個步驟： 萃取過程 將萃取針頭插入帶隔膜塞的固相萃取專用樣品瓶內(nèi)，壓下活塞使萃取 頭纖維暴露在樣液中進行萃取，經(jīng)過一段時間后，拉起活塞，萃取頭 縮回到不銹鋼針頭中，拔出針頭，完成萃取。 可在樣品瓶中加無機鹽、調(diào)節(jié) pH、加熱或磁力攪拌。 一種是將萃取頭直接插入試樣中萃取，適用于液體或氣體樣品中組分的分離。 另一種是頂空萃取，適用于各種基質(zhì)試樣中揮發(fā)性和半揮發(fā)性組分的分離。 影響固相萃取靈敏度的因素有：涂層的種類、待測物性質(zhì)、基質(zhì)的種類、試樣pH值、鹽濃度、攪拌和加熱情況等。 解吸過程 將萃取針頭插入分析儀器進樣口，推出石英纖維，進行熱解吸或溶劑 解吸。 熱解吸適合于氣相色譜法，萃取針頭放入色譜儀爐箱中熱解吸。 用適當(dāng)溶劑注入萃取柱中解吸，解吸液進行后續(xù)分析。 （5）色譜分離法 柱色譜：常用硅膠、氧化鋁、離子交換樹脂柱。用熒光法測VB2 用硅鎂吸附劑柱吸附VB2 后洗脫測定。 紙色譜法:現(xiàn)有紙色譜分離,將樣點浸出后,再用其它方法測定。分析合 成色素時，常用紙色譜分離 薄層色譜法:B1的測定(GB法),先用薄層色譜分離,再用熒 光法測定. （6）超臨界流體萃取 （supercritical fluid extraction，SFE） 與普通液－液萃取或液－固萃取相似，也是在兩相之間進行的一種萃 取方法，不同的是所用萃取劑為超臨界流體。
超臨界流體只能存在于超臨界狀態(tài)下，是介于氣態(tài)和液態(tài)之間的一種 既非氣態(tài)又非液態(tài)的特殊流體。 超臨界流體密度較大，與液體相似，可作為溶劑溶解其他物質(zhì)； 超臨界流體粘度小，又與氣體相近，傳質(zhì)速度快，表面張力小，很容 易進入固體樣品內(nèi) ，使目標(biāo)分析物易溶于超臨界流體。 不同的物質(zhì)達(dá)到臨界點要求的溫度和壓力不同，改變物質(zhì)的溫度和壓 力，使之超過臨界溫度和臨界壓力，達(dá)到超臨界狀態(tài)，便可獲得超臨 界流體。超臨界流體還是“綠色化學(xué)"提倡的清潔溶劑，正逐漸取代實 驗室常用的高毒、高污染的有機溶劑。 的超臨界溶劑是CO2，其臨界值較低（臨界溫度31.06，臨 界壓力7.39MPa）化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易與溶質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，無臭、 無毒、沸點低，易與從萃取后的組分中除去，適合于對熱不穩(wěn)定化合 物的萃取。但CO2 是非極性分子，不適于極性化合物的萃取。極性 化合物的萃取可用NH3 或作萃取劑。 超臨界流體萃取常與色譜分析聯(lián)用SFE－GC、 SFE－HPLC、 SFE －SFC（超臨界流體色譜）， 用于食品中多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯、農(nóng)藥殘留等測定。 （7）透析法 利用高分子物質(zhì)不能透過半透膜而小分子或離子能通過半透膜的性 質(zhì)，實現(xiàn)大分子與小分子物質(zhì)的分離。
如測定食品中糖精鈉含量，可將食品樣品裝入玻璃紙的透析膜袋中， 放在水中透析。由于糖精鈉分子較小，能通過半透膜進入水中，而蛋 白質(zhì)、鞣酸、樹脂等高分子雜質(zhì)不能通過半透膜，仍留在玻璃紙袋中， 從而達(dá)到分離。 8）沉淀分離法 利用沉淀反應(yīng)進行分離。在試樣中加入適當(dāng)沉淀劑，使被測成分或干 擾成分沉淀下來有機樣品提取方法，經(jīng)過濾或離心達(dá)到分離目的。 如測食品中亞硝酸鹽，先加入堿性硫酸銅或三等沉淀蛋白質(zhì)， 使水溶性亞硝酸鹽與蛋白分離。 （8）微波輔助樣品前處理技術(shù) 微波是波長在100~0.1cm的電磁波微波輔助消解 微波輔助萃取 微波加熱機理： 常規(guī)加熱是由外部熱源通過熱輻射由表及里的 傳導(dǎo)式加熱。 微波加熱是將微波電磁能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽瑢ξ镔|(zhì)的加熱過程與物質(zhì)內(nèi)部 分子的極化有密切關(guān)系微波的能量不足以破壞化學(xué)鍵，但足以引發(fā)分 子轉(zhuǎn)動或離子移動，從而產(chǎn)生熱能。 微波加熱的特點： 加熱速度快 瞬間滲透到被加熱物體中，無需熱傳導(dǎo)過程，比常規(guī) 加熱快10~100 加熱均勻物體各部位能均勻滲透電磁波而產(chǎn) 生熱量，里外同時加熱，避免外焦內(nèi)生。 選擇性 介電常數(shù)大的溶質(zhì)和溶劑，對微波吸收強，升溫快。有些 非極性溶劑，微波幾乎不起加熱作用。 已有專門 微波輔助消解裝置 微波輔助萃取裝置 樣品的采集
