1.溶剂提取法,同一溶剂中,不同物质具有不同的溶解度。
利用混合物中各物质溶解度的不同将混合物组分完全或部分分离的过程称为萃取,也称提取,常用方法有以下几种:2.浸提法:浸提法又称浸泡法。用于从固体混合物或有机体中提取某种物质,所采用的提取剂,应既能大量溶解被提取的物质,又要不破坏被提取物质的性质。
为了提高物质在溶剂中的溶解度,往往在浸提时加热。如用索氏抽提法提取脂肪。
提取剂是此类方法中重要因素,可以用单一溶剂,也可以用混合溶剂。3.溶剂萃取法:溶剂萃取法用于从溶液中提取某一组分,利用该组分在两种互不相溶的试剂中分配系数的不同,使其从一种溶液中转移至另一种溶剂中,从而与其他组分分离,达到分离和富集的目的。
通常可用分液漏斗多次提取达到目的。若被转移的成分是有色化合物,可用有机相直接进行比色测定,即萃取比色法。
萃取比色法具有较高的灵敏度和选择性,如,双硫腙法测定食品中的铅含量。此法设备简单、操作迅速、分离效果好,但是,成批试样分析时工作量大。
同时,萃取溶剂常易挥发,易烧,且有毒性,操作时应加以注意。4.盐析法:向溶液中加入某种无机盐,使溶质在原溶剂中的溶解度大大降低,而从溶液中沉淀析出,这种方法叫做盐析。
如在蛋白质溶液中加入大量的盐类(硫酸铵),特别是加入重金属盐,使蛋白质从溶液中沉淀出来。在进行盐析工作时,应注意溶液中所加入的物质的选择。
它应是不会破坏溶液中所要析出的物质,否则达不到盐析提取的目的。磺化法和皂化法:这是处理油脂或脂肪样品时经常使用的方法。
例如,残留农药分析和脂溶性维生素测定中,油脂被浓硫酸磺化,或被碱皂化,由疏水性变成亲水性,使油脂中需检测的非极性物质能较容易地被非极性或弱极性溶剂提取出来。5.沉淀分离法:沉淀分离法是利用沉淀反应进行分离的方法。
在试样中加入适当的沉淀剂,使被测组分沉淀下来,或将干扰组分沉淀除去,从而达到分离的目的。6.掩蔽法:利用掩蔽剂与样液中的干扰成分作用,使干扰成分转变为不干扰测定的状态,即被掩蔽起来。
运用这种方法,可以不经过分离干扰成分的操作而消除其干扰作用,简化分析步骤,因而在食品分析中应用十分广泛,常用于金属元素的测定。7.色层分离法:色层分离法又称色谱分离法,是一种在载体上进行物质分离的方法的总称。
根据分离原理的不同,可分为吸附色谱分离、分配色谱分离和离子交换色谱分离等。此类方法分离效果好,近年来在食品分析中应用得越来越广泛。
色层分离不仅分离效果好,而且分离过程往往也就是鉴定的过程。本法常用于有机物质的分析测定。
8.吸附色谱分离:吸附色谱分离法利用聚酰胺、硅胶、硅藻土、氧化铝等吸附剂,经过活化处理后,具有适当的吸附能力,可对被测组分或干扰组分进行选择性的吸附而达到分离的目的。比如:食品中色素的测定,可将样品溶液中的色素经吸附剂吸附(其他杂质不被吸附),经过过滤、洗涤,再用适当的溶剂解吸,得到比较纯净的色素溶液。
吸附剂可以直接加入样品中吸附色素,也可将吸附剂装入玻璃管制成吸附柱或涂布成薄层板使用。9.分配色谱分离:分配色谱分离法根据两种不同的物质在两相中的分配比不同进行分离的,两相中一相是流动的,称为流动相;另一相是固定的,称为固定相。
当溶剂渗透于固定相中并向上渗透时,分配组分就在两相中进行反复分配,进而分离,例如,多糖类样品的纸上层析,样品经酸水解处理,中和后制成试液,在滤纸上进行点样,用苯酚-1%氨水饱和溶液展开,苯胺邻苯二酸显色剂显色,于105℃加热数分钟,可见不同色斑:戊醛糖(红棕色)、己醛糖(棕褐色)、己酮糖(淡棕色)、双糖类(黄棕色)的色斑。10.离子交换色谱分离:离子交换色谱分离法是利用离子交换剂与溶液中的离子之间所发生的交换反应来进行分离的方法。
根据被交换离子的电荷分为阳离子交换和阴离子交换。该法可用于从样品溶液中分离待测离子,也可从样品溶液中分离干扰组分。
分离操作可将样液与离子交换剂一起混合振荡或将样液缓缓通过事先制备好的离子交换柱,则被测离子与交换剂上的H+或OH-发生交换,被测离子或干扰组分上柱,从而将其分离。例如,可以利用离子交换色谱分离法制备无氨水、无铅水及分离比较复杂的样品。
11.浓缩法:食品样品经提取、净化后,有时净化液的体积较大,被测组分的浓度太低,会影响最后结果的测定。此时需要对被测样液进行浓缩,以提高被测成分的浓度。
常用的方法有常压浓缩和减压浓缩两种。12.常压浓缩法:常压浓缩法只能用于待测组分为非挥发性的样品试液的浓缩,否则会造成待测组分的损失。
操作可采用蒸发皿直接挥发。如果溶剂需要回收,则可用一般蒸馏装置或旋转蒸发器。
该法操作简便、快速,是常用的方法。13.减压浓缩法:减压浓缩法主要用于待测组分为热不稳定性或易挥发的样品净化液的浓缩,其样品净化液的浓缩需采用K-D浓缩器。
浓缩时,水浴加热并抽气减压,以便浓缩在较低的温度下进行,且速度快,可减少被测组分的损失。食品中有机磷农药的测定(如,甲胺磷。
1、有机物破坏法
(1)干法灰化:有机物破坏彻底,适用于除汞、砷、铅等以外的金属元素的测定。
(2)湿法消化:加热温度较干法低,减少了金属挥发逸散的损失,但易产生有毒气体和泡沫。
(3)紫外光分解法:由高压汞灯提高紫外光,在(85±5)℃的温度下进行光解。
(4)微波消解法:适用于处理大批量样品及萃取极性与热不稳定的化合物
2、蒸馏法
(1)常压蒸馏
(2)减压蒸馏
(3)水蒸汽蒸馏
(4)分馏
3、溶剂提取法
(1)浸提法
(2)萃取法
(3)超临界流体萃取
(4)微波萃取
4、色层分离法
(1)吸附色谱分离
(2)分配色谱分离
(3)离子交换色谱分离
5、化学分离法
(1)磺化法和皂化法:除去油脂的方法,常用于农药分析中样品的净化。
(2)沉淀分离法:
(3)掩蔽法:
6、浓缩法
(1)常压浓缩法
(2)减压浓缩法
原子光谱中的样品处理方法有哪些
样品处理是整个分析测试过程中的一个重要环节,其目的是利用各种化学方法将待测元素从固(液)态试样中定量地以离子形式转入测试溶液.选择合理的样品分解方法,可使分析手续大大简化,使分析方法的适应性、准确性大大提高.
设计最佳样品处理的原则是:
① 保证样品中的被测元素全部定量地转入试液,即样品分解要完全;
② 避免样品处理过程中引入干扰元素,同时要有利于除去干扰元素;
③ 分解方法要尽量简便,易操作,经济、迅速、安全,尽量减少对环境的污染;
④ 便于成批处理试样.
要设计出符合这些条件的样品处理方法,必须深入了
a)被测元素及其化合物的物理化学性质;
b)被测元素在样品中的含量范围、赋存形态;
c)样品基体组成和性质;
d)采用的最终的测试方法和技术.
以国内外测定As、Se和Hg所用样品各种处理方法为例
国内外测定各种样品中As、Se和Hg,所采用的样品处理方法大致分为三类:
1)湿法酸/碱分解;
2)密闭体系燃烧法(氧弹燃烧法);
3)烧结(半熔)法.
食品是人类生存的基本要素,由于工业化的发展,导致食品中可能含有或者被污染有危害人体健康的物质。随着人们生活水平的提高,食品安全性问题日益受到重视,国家加大了对食品的监管工作。与此同时也使食品检验工作者的检验工作量增多,这就要求食品检验工作者在保证检验质量的同时还应该提高工作效率。在食品的重金属检验中,样品前处理最为食品检验的关键步骤,直接影响分析结果的精密度和准确度,选择合适的前处理方法,缩短样品的前处理时间,是在保证检验质量的同时提高检验效率的一个重要方法。笔者依据目前常用的四种样品前处理方法结合食品中金属元素的检验经验,分析了四种方法在食品金属检验中的应用和注意事项,为食品检验工作者选取合适的样品前处理方法提供一定的参考。
湿消化法湿消化法是在适量的食品样品中,加入氧化性强酸,加热破坏有机物,使待测的无机成分释放出来,形成不挥发的无机化合物,以便进行分析测定。
湿法消化是目前应用比较广泛的一种食品样品前处理方法,该方法实用性强,几乎所有的食品都可以用该方法消化。
下面介绍下湿法消解的优势:首先、前处理所用的试剂即酸都可以找到高纯度的,同时基体成分都比较简单(偶尔也会产生部分硫酸盐);其次、在实验过程中,只要控制好消化温度,大部分元素一般很少或几乎没有损失。例如,在测定酱油中的砷含量时采用湿法消化加入了硝酸高氯酸混合酸和硫酸,加标回收率为95%以上。即便像汞等极易挥发的元素,只要正确掌握消化温度,也不会有损失。
但是湿消化法也有一定的缺陷:
首先,由于该反应是氧化反应,样品氧化时间较长,需要一个小时左右的时间(随样品的成分而定),且实验过程中一次不能消化超过10个样品,因此方法的劳动强度比较大。
其次,样品消化时常使用的试剂硝酸、高氯酸、过氧化氢,硫酸都是具有腐蚀性且比较危险的。在用硝酸和高氯酸时产生的酸雾和烟,对通风橱的腐蚀性也很大。特别需要注意的是用高氯酸消解样品时,应严格遵守操作规程,烧杯中液体不能烧干,并且要保证温度达到200摄氏度时只有少量的有机成分存在,否则高氯酸的氧化电位在此温度下会迅速升高,会导致剧烈的爆炸!因此建议,在使用高氯酸时,最好先用硝酸氧化部分的有机物,或者是先加入硝酸与高氯酸的混合液浸泡一夜,同时实验要在通风橱内进行。消化液不能蒸干,以防部分元素如硒、铅的损失。
还有,由于氧化反应过程中加入了浓酸,这些酸可能会对仪器产生损害进而影响试验结果,因此消解结束后需要排酸,例如,用原子荧光测定总砷,测定时硝酸的存在会妨碍的产生,对测定有干扰,消解完全后应尽可能的加热驱除硝酸。国标实验中采用硝酸-硫酸消解样品,由于硫酸的沸点比硝酸要高,所以最后消化液里基本上没有硝酸。但是需要注意的是,采用硝酸-硫酸消解样品时因避免发生碳化,消解过程发生碳化时会使砷严重损失,所以在消解过程中注意若消化液色泽变深应适当补加硝酸,值得注意的是在标准曲线也要保证和样品消解液中相同的酸浓度即要基体匹配。
某些特殊食品湿消解时注意事项:
含油脂成分较高的食品,如植物油、桃酥等,在加入混合酸后,由于样品浮在混酸表面上,容易形成完整的膜,加热时液面上有剧烈的反应,容易造成爆沸或飞溅,因此建议样品称样量不高于1g(植物油最好为0.1-0.2g),同时要在消解过程中随时补加硝酸,一般来讲硝酸高氯酸混合液加入15ml,放置过夜让其缓慢氧化,次日消化中途还需要补加混合酸10ml左右。
酒类样品如葡萄酒、果酒,因其含有大量的乙醇,在加混合酸消化之前一定要加热蒸发掉乙醇(注意不能干涸),待乙醇挥发完毕后,再加入酸消化。我曾经在消化葡萄酒样品时,未排乙醇直接加入了混合酸,结果过了几分钟后,反应非常剧烈,产生大量气泡同时样品外溢,导致试验失败。
样品处理是整个分析测试过程中的一个重要环节,其目的是利用各种化学方法将待测元素从固(液)态试样中定量地以离子形式转入测试溶液。
选择合理的样品分解方法,可使分析手续大大简化,使分析方法的适应性、准确性大大提高。 设计最佳样品处理的原则是: ① 保证样品中的被测元素全部定量地转入试液,即样品分解要完全; ② 避免样品处理过程中引入干扰元素,同时要有利于除去干扰元素; ③ 分解方法要尽量简便,易操作,经济、迅速、安全,尽量减少对环境的污染; ④ 便于成批处理试样。
要设计出符合这些条件的样品处理方法,必须深入了解: a)被测元素及其化合物的物理化学性质; b)被测元素在样品中的含量范围、赋存形态; c)样品基体组成和性质; d)采用的最终的测试方法和技术。 以国内外测定As、Se和Hg所用样品各种处理方法为例 国内外测定各种样品中As、Se和Hg,所采用的样品处理方法大致分为三类: 1)湿法酸/碱分解; 2)密闭体系燃烧法(氧弹燃烧法); 3)烧结(半熔)法。
在对煤中的微量元素进行定性定量检测的过程中,样品的前处理往往比检测技术本身还重要。尤其是对于各种原子光谱技术,一般必需制成液体样品进样或液体进样时才能达到较高的准确度。
为保证检测的准确性,在使组成复杂的煤样品充分溶解的同时,又要避免待检测元素易挥发的单质或化合物形式的损失。目前国内外还有以下几种方法: (1)封溶坩埚直接消解。
该方法系采用密闭容器,用混酸直接分解样品,同时使用微波炉等加热消解。具有称样量少、溶解效率高、操作简单、安全,便于控制、避免挥发的优点;但直接分解法不可避免地有分解不完全的缺点。
检测燃烧后的煤灰或煤抽提液样品中的微量元素时常用这种方法。 (2)低温灰化法。
采用等离子体技术在150℃左右使样品灰化,再在聚四氟乙烯容器中用混酸分解。该方法是目前公认的较好的预处理技术,但也有设备运行成本高、耗时长等缺点。
湿法酸分解 测定地质样品,常采用HNO3-HF-HClO4体系进行酸溶,用该法分解样品时,若加热强度稍大,蒸发过干,则样品中的部分Se会挥发损失。原因可能是样品被酸分解生成的Se(ClO4)2可分解为HCl和SeO2,这两种化合物可以反应生成在较低温度下可升华的SeCl2。
据资料介绍,当处理样品时,蒸发至干,样品中Se可损失40%左右。因此,用该法分解试样,必须小心掌握加热温度和时间,蒸到1~2mL透明溶液时,即应停止加热。
还有采用 HNO3-H2SO4体系酸溶以及HNO3-HClO4体系分解。湿法分解操作手续比较繁杂,且伴随酸雾挥发到大气,对环境保护不利。
另外,对煤而言,由于煤中含有的大量有机物质,给酸分解带来不便。 氧弹燃烧法 该法是将煤样置于充满高压氧的不锈钢弹筒内,通电点燃煤样,煤中有机质充分燃烧,无机矿物质也发生氧化、分解等反应;煤中Se元素转化为氧化物,再以气态形式被溶解到弹筒内的吸收液(水或稀碱)中。
国外有的实验室采用此法测煤中Se。其优点是样品处理除氧外,不引入其它试剂,减少了引入干扰元素的机会。
缺点是对高灰煤可能分解不完全(不能完全燃烧),可导致分析结果偏低;操作较麻烦,处理样品效率较低;不利于成批分解样品。 烧结(半熔)法 该法利用艾氏剂与试样混合均匀,加热灼烧,使煤中As、Se被氧化为氧化物,继而与Na2CO3、MgO反应形成砷酸盐和硒酸盐。
然后用HCl 溶解灼烧物, As、Se以离子形式转入溶液。以煤中为例,反应方程式为: 该法优点是操作方便易行,便于成批处理分解样品,只要正确控制灼烧条件,被测元素可定量转化。
考虑到目前煤中其它元素分析标准中,有多种采用艾氏剂半熔分解煤样的方法,分析人员易于接受,工作效率较高;国家标准及美国标准也采用艾氏剂半熔法处理样品。通过对多种处理方法的比较,本试验采用半熔法处理样品。
为使被测元素从灼烧后的试样中转入溶液,须用合适的酸将灼烧物溶解。为此,还要就酸的种类及加酸方式进行实验。
酸的种类 使用不同的酸来处理样品对结果有影响,因此试验考察了HCl、H2SO4和HNO3在处理灼烧物的溶解情况以及对测定的影响。 H2SO4:试验发现用H2SO4溶解灼烧物会导致CaSO4沉淀,另外H2SO4中含As、Se较高,导致空白过高,若预先除去,又增加了实验工作量,因此,不宜选择H2SO4作为溶解用酸。
HNO3:试验发现HNO3溶样时,原子吸收信号比HCl介质低,其原因可能是HNO3作为氧化剂与样品中还原物质反应,形成亚硝酸,NO2-对Se的氢化物形成有抑制作用。国外有的实验室采用HNO3作介质进行Se的氢化物发生原子吸收测定,以降低灵敏度为代价,换取较好的稳定性。
HCl:使用HCl溶解灼烧物是国内外普遍采用的方法。氯化物大都为易溶盐,HCl有还原性,是将Se6+还原为Se4+的还原剂,HCl中的 As、Se含量很少,试剂空白低,对测定有利,本法采用HCl溶解灼烧物。
第一法 薄层色谱法 1 原理 样品酸化后,用乙醚提取山梨酸、苯甲酸。
将样品提取液浓缩,点于聚酰胺薄层板上, 展开。显色后,根据薄层板上山梨酸、苯甲酸的比移值,与标准比较定性,并可进行概略 定量。
2 试剂 2.1 异丙醇。 2.2 正丁醇。
2.3 石油醚:沸程:30~60℃。 2.4 乙醚: 不含过氧化物。
2.5 氨水。 2.6 6N盐酸: 取100mL盐酸,加水稀释至200mL。
2.7 无水乙醇。 2.8 聚酰胺粉:200目。
2.9 山梨酸标准溶液:精密称取0.2000g山梨酸,用少量乙醇溶解后移入100ml容量瓶中 并稀释至刻度,此溶液每毫升相当于2mg山梨酸。 2.10 苯甲酸标准溶液:精密称取0.2000g苯甲酸,用少量乙醇溶解后移入100ml容量瓶中, 并稀释至刻度,此溶液每毫升相当于2mg苯甲酸。
2.11 展开剂 2.11.1 正丁醇-氨水-无水乙醇(7:1:2)。 2.11.2 异丙醇-氨水-无水乙醇(7:1:2)。
2.12 显色剂:0.04%溴甲酚紫的50%乙醇溶液,用0.1N氢氧化钠溶液调至pH=8。 2.13 4%氯化钠酸性溶液:于4%氯化钠溶液中加少量6N盐酸酸化。
3 仪器 3.1 吹风机。 3.2 层析缸。
3.3 玻璃板:10*18cm。 3.4 微量注射器:10μL,100μL。
3.5 喷雾器。 4 操作方法 4.1 样品提取: 称取2.5g事先混合均匀的样品,置于25ml带塞量筒中,加0.5ml 6N盐酸酸化,用15、10ml乙醚提取两次,每次振摇1min,将上层醚提取液吸入另一个25ml带塞量筒中,合并乙 醚提取液。
用3ml4%氯化钠酸性溶液洗涤两次,静止15min,用滴管将乙醚层通过无水硫 酸钠滤入25ml容量瓶中。加乙醚至刻度,混匀。
吸取10.0ml乙醚提取液分两次置于10ml带 塞离心管中,在约40℃的水浴上挥干, 加入0.10ml乙醇溶解残渣,备用。 4.2 测定 4.2.1 聚酰胺粉板的制备:称取1.6g聚酰胺粉,加0.4g可溶性淀粉,加约15ml水,研磨 3~5min,立即倒入涂布器内制成10*18cm、厚度0.3mm的薄层板两块,于室温干燥后,于 80℃干燥1h,取出,置于干燥器中保存。
4.2.2 点样:在薄层板下端2cm的基线上,用微量注射器点1μL、2μl样品液,同时各点 1μl、2μl山梨酸、苯甲酸标准溶液。 4.2.3 展开与显色:将点样后的薄层板放入预先盛有展开剂(2.11.1或2.11.2)的展开槽 内,展开槽周围贴有滤纸,待溶剂前沿上展至10cm,取出挥干,喷显色剂,斑点成黄色, 背景为蓝色。
样品中所含山梨酸、苯甲酸的量与标准斑点比较定量(山梨酸、苯甲酸的比 移值依次为0.82,0.73)。 4.2.4 计算: A1 * 1000 X1 = ─────────────。
.(1) m1 * 10/25 *V2/V1*1000 式中:X1—─样品中山梨酸(苯甲酸)的含量,g/kg; A1—─测定用样品液中山梨酸(苯甲酸)的含量,mg; m1——样品质量,g; V1——加入乙醇的体积,mL; V2──测定时点样的体积,mL; 10——测定时吸取乙醚提取液的体积,mL; 25——样品乙醚提取液总体积,mL。 注:本方法还可以同时测定果酱、果汁中的糖精。
第二法 气相色谱法 5 原理 样品酸化后,山梨酸、苯甲酸用乙醚提取浓缩后,用附氢火焰离子化检测器的气相色 谱仪进行分离测定,与标准系列比较定量。 6 试剂 6.1 乙醚。
6.2 石油醚:沸程30~60℃。 6.3 盐酸。
6.4 无水硫酸钠。 6.5 山梨酸、苯甲酸标准溶液: 精密称取山梨酸、苯甲酸各0.2000g,置于100ml容量瓶 中,用石油醚-乙醚(3:1)混合溶剂溶解后并稀释至刻度。
此溶液每毫升相当于2mg山梨 酸或苯甲酸。 6.6 山梨酸、苯甲酸标准使用液:吸取适量的山梨酸、苯甲酸标准溶液,以石油醚-乙醚 (3:1)混合溶剂稀释至每毫升相当于50、100、150、200、25Oμg山梨酸或苯甲酸。
7 仪器 气相色谱仪:具氢火焰离子化检测器。 8 操作方法 8.1 样品提取 按4.1自“称取2.5g”至“加乙醚至刻度”依法操作。
准确吸取5mL乙醚提取液于5mL 带塞刻度试管中,置40℃水浴上挥干,加入2ml石油醚-乙醚(3:1)混合溶剂溶解残渣,备 用。 8.2 色谱条件 8.2.1 色谱柱:玻璃柱,内径3mm,长2m,内装涂以5%DEGS+1%H3PO4固定液的60~80目 Chromosorb W AW。
8.2.2 气流速度: 载气,氮气,50ml/min(氮气和空气、氢气之比按各仪器型号不同选择 各自的最佳比例条件。) 8.2.3 温度:进样口 230℃;检测器230℃;柱温170℃。
8.3 测定 进样2μL标准系列中各浓度标准使用液于气相色谱仪中,可测得不同浓度山梨酸,苯 甲酸的峰高,以浓度为横坐标,相应的峰高值为纵坐标,绘制标准曲线。同时进样2μL样 品溶液,测得峰高与标准曲线比较定量。
8.4 计算 A3 * 1000 X2 = ─────────────。
(2) m2*5/25*V4/V3*1000 式中:X2──样品中山梨酸或苯甲酸的含量,g/kg; A3——测定用样品液中山梨酸或苯甲酸的含量,μg; V3——加入石油醚—乙醚(3:1)混合溶剂的体积,mL; V4─—测定时进样的体积,μL; m2──样品的质量,g; 5─—测定时吸取乙醚提取液的体积,mL; 25──样品乙醚提取液的总体积,mL。 由测得苯甲酸的量乘以1.18,即为样品中苯甲酸钠的含量。
/biaozhun/84.htm 2.山梨酸、苯甲酸的气相色谱测定原理: 样品经酸化后,用乙醚提取山梨酸和苯甲酸,再用带氢火焰离子化检测。
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