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常用的生物样品预处理技术——固相萃取法及其他方法

固相微萃取.png

固相微萃取（solid-phase microextraction，SPME）是20世纪90年代发展起来的一种样品前处理技术，在分析化学领域引起了极大反响。

·固相微萃取的优点：

1）操作简单易行、快速；

2）无需有机溶剂；

3）集采样、萃取、浓集、进样于一体，避免由多步操作而引入误差；

4）能够与气相色谱仪或液相色谱仪联用而实现自动化。

固相微萃取装置副本.PNG

装置.png

涂层选择的基本原则是“相似相溶原理”：

·用极性涂层萃取极性化合物；

·用非极性涂层萃取非极性化合物。

常用的纤维涂层有：

·聚二甲基硅氧烷（PDMS）：非极性涂层，对非极性物质的提取具有较好效果。

·聚丙烯酸酯（PARL):为极性涂层，适用于萃取极性物质。

装置2.png

固相微萃取方法.png

SPME分为萃取和解吸过程两步。

1）萃取过程：将萃取器针头插入到样品瓶内，使具有吸附涂层的萃取纤维暴露在样品中进行萃取。

可分为直接固相微萃取和顶空固相微萃取两种。

直接萃取.png

顶空萃取.png

2）解吸过程：

SPME与GC联用：采用热解吸法来解吸萃取物质。将已完成萃取过程的萃取器针头插入到GC气化室内，将萃取纤维暴露在高温载气中，并使萃取物质不断地被解吸下来，进入后续的GC分析。

解吸过程1.png

解吸过程2.png

固相微萃取影响因素.png

·纤维涂层：涂层的类型、极性、厚度都将影响萃取；

·搅拌效率：搅拌可缩短达到平衡时间；

·萃取温度：萃取温度对萃取过程有双重影响，应选择最佳温度；

·盐效应与pH：影响样品在水溶液中溶解度，从而影响分析灵敏度；

·萃取时间：为使重现性良好，应严格控制萃取时间。

液相微萃取.png

液相微萃取（liquid-phase microextraction，LPME）以液液萃取（LLE）为基础，结合了液液萃取和固相微萃取（SPME）的优点，溶剂用量少、快速、廉价，且萃取和进样都只需一个极简单的装置—微量进样器或聚丙烯中空纤维。

固相微萃取装置副本2.png

液相微萃取装置2.png

用一根聚丙烯中空纤维来负载有机溶剂。通过中空纤维壁孔的固定，有机溶剂不仅可以直接接触给出相（样品溶液），还增大了有机溶剂与样品溶液的接触面积，有利于物质的传递和扩散。

由于中空纤维微孔壁的吸附作用，有机溶剂可以很好的固定在孔内，能经受高搅拌速率，更易通过加速搅拌来缩短萃取时间。

分离原理.png

基于分析物在样品及小体积有机溶剂之间分配平衡的过程。

根据中空纤维空腔内的溶液性质，液相微萃取可分为两相体系和三相体系，其中两相体系最为常用。

两相体系也称为微孔膜萃取，中空纤维空腔内盛载的是有机溶剂。

微孔膜萃取.png

本法根据“相似相溶”原理，将样品溶液中的待测物萃取到有机相中。对于亲水性较强的物质，有机溶剂无法萃取、富集，可在样品溶液中加入离子对试剂，与待测物生成疏水性复合物，再被萃取到有机溶剂中。

液相微萃取优点.png

·灵敏度高、富集倍数大；

·操作简单、快捷；

·使用溶剂少，属于环境友好型技术；

·材料易得，无需反复使用，相对于固相微萃取（SPME）降低了实验成本。

微透析.png

微透析（microdialysis）技术是以透析原理为基础的在体取样技术，结合灌流取样和透析技术，能对存在于活体组织液中的内源性或外源性物质进行连续取样，并能与各种分析技术联用进行在线分析。

微透析探针由膜、进液管道、透析膜以及出液导管组成，而透析膜是其核心部分，一般由再生纤维素、聚碳酸酯或聚丙烯腈制成，这些膜完全不具有化学选择性，小分子进出膜完全由膜孔大小所决定。

微透析系统装置.png

微透析3.png

微透析系统装置由微量灌流泵、微透析探针、样品收集器、连接管及配套设备组成。

将探针埋入待测的组织区域，以恒定流速向探头内灌注与组织液成分相近的等渗灌流液。

微透析4.png

灌流液依次通过进液导管、探针、出口管后进行样品收集。

使用同轴型探针时，灌流液从内套管流出，进入外套管。

组织内小分子活性物质由于浓度梯度的存在，从膜外扩散至膜内，而大分子物质等不能通过半透膜。

由于灌注液在透析管内不断的流动更新，因此跨膜浓度梯度始终存在，通过连续收集一定量的灌流液可测定取样部位待测组分的含量，从而实现对该组分在该部位的动态监测。

大多数游离型药物为小分子物质，可被灌流液带出体外，而蛋白及与蛋白结合的药物为大分子化合物，不能透过半透膜。因此微透析技术与分析技术联用可直接检测各种组织细胞外液中游离药物浓度，在神经科学、药代动力学、毒理、内分泌学等领域的应用越来越广泛。

微透析技术的特点.png

与传统的体内药物分析取样方法（如取血或组织匀浆法）相比，微透析技术最大的优点是可以在不干扰体内正常生命过程的情况下进行在体、实时和在线取样，能真实体现内源性物质或外源性物质在生物体内的动态变化，大大减少了实验动物的数量。

微透析特点.png

采集的样品溶液中不含大分子化合物，样品无需复杂的分离净化处理，可直接与高效液相（HPLC）、高效毛细管电泳（CE）、液相串联质谱（LC-MS）等分析检测方法联用，实现在线持续分析。

体内药物与毒物分析课程列表：

1.绪论

-1.1体内药物分析相关的基础理论概述

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体内药物与毒物分析课程列表：

1.绪论

2.体内药物分析相关的基础理论概述

3.生物样品的制备和预处理

4.生物样品分析方法的建立与验证

5.色谱及其联用技术

6.免疫分析法

7.前沿分析技术

8.典型药物的体内分析

9.典型毒物的体内分析

10.典型毒品的体内分析

11.禁毒关键技术虚拟仿真实验

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