在分析工作中，试样的前处理是一个十分重要的步骤，一些难分解的样品有时成为分析测定中的主要问题。随着现代科学技术的迅速发展，分析仪器的自动化水平不断提高，特别是应用了各种高新技术的精密分析仪器以及现代电子技术、计算机技术的引入极大地推动了分析化学的发展。作为分析化学的重要组成部分———样品前处理技术也得到了迅速发展。

样品前处理在分析过程中的地位及分类

1.样品前处理在分析化学过程中的地位：

在一个完整的样品分析过程中，大致可以分为4个步骤：

①样品采集；

②样品前处理；

③分析测定；

④数据处理与报告结果。

  其中样品前处理所需时间最长，约占整个分析时间的三分之二。通常分析一个样品只需几分钟至几十分钟，而分析前的样品处理却要几小时。因此样品的前处理是分析过程中一个重要的步骤，样品前处理过程的先进与否，直接关系到分析方法的优劣。由于样品前处理过程的重要性，样品前处理方法和技术的研究已经引起了分析化学家的广泛关注。

2.样品前处理技术分类

 按照样品形态来分，样品前处理技术主要分为：固体、液体、气体的样品前处理技术。固体样品的前处理技术主要有索氏提取、微波辅助萃取、超临界流体萃取和加速溶剂萃取等。液体样品的前处理技术主要有液－液萃取、固相萃取、液膜萃取、吹扫捕集、液相微萃取等。气体样品的前处理方法有固体吸附剂法、全量空气法等。

3.样品前处理技术的发展

  在样品前处理技术中，目前使用最广泛的仍然是经典方法，主要是技术上得到了进一步完善，相应的新材料、新试剂、新方法得到了发展，更方便实用的设备被不断开发出来。

（1）制样：开发出了精巧高效的粉碎设备，如高速粉碎机、超细粉碎机等，这些粉碎机的研发极大地提高了制样的效率和试样的质量。

（2）样品分解及提取：形成了完整的各类热分解、酸分解、碱分解、熔融盐分解、酶分解体系，包括干法、湿法等各种方法。设备方面有自动控制高温炉、自控振荡器、超声波提取器等。

（3）样品分离富集包括以下几种方法：

沉淀法：

  形成了无机沉淀、有机沉淀、共沉淀等完整的体系。

蒸馏挥发法：

  扫集共蒸馏技术使蒸馏法应用范围大大扩展，冷原子吸收法测汞仪是扫集共蒸馏技术应用的一个典型事例。

溶液萃取分离法：

  在无机分析方面螯合物萃取体系、离子缔合物萃取体系及酸性磷类萃取体系广泛应用于痕量元素的萃取分离；而有机溶剂的液-液萃取在有机物分析上是一种有效的提纯手段。

离子交换法：

  新的离子交换剂的出现，使这一传统方法扩展了应用领域。

吸附法：在无机领域使用黄原棉等吸附剂，在有机领域，硅胶、活性炭、多孔高分子聚合物等应用最广泛。

色谱法：

 薄层色谱法、萃取色谱法、柱色谱法、离心色谱法、高效液相色谱法、毛细管色谱法等在各自的领域发展很活跃，色谱法的发展代表了分离富集技术发展的主要方向。

样品前处理技术研究进展

1.微量化

  随着终端检测仪器的迅速发展，用于检测的样品量越来越少，与之相对应的样品前处理体系也随之向微量化方向发展。微量化首先在医学领域的检测得到广泛的应用。

2.新方法和新技术

  新方法和新技术的发展有的是对传统方法的改进，有的则是引入新原理和技术。近年来发展较快的样品前处理技术有以下几种：

1）超临界流体萃取

  超临界流体是流体界于临界温度及压力时的一种状态，超临界流体萃取的分离原理是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行萃取的。它克服了传统的索式提取费时费力、回收率低、重现性差、污染严重等弊端，使样品的提取过程更加快速、简便，同时消除了有机溶剂对人体和环境的危害，并可与许多分析检测仪器联用。在医药、食品、化学、环境等领域应用最为广泛。

2）固相微萃取

  其原理是将各类交联键合固定相融溶在具有外套管的注射器内芯棒上，使用时将芯棒推出，浸于粗制样液中，待测组分被吸附在芯棒上，然后将样针芯棒直接插入气相或液相色谱仪的进样口中，被测组分在进样口中将被解析下来进入色谱分析。这项技术具有操作简单、分析时间短、样品用量小、重现性好等优点。固相微萃取通过利用气相色谱、高效液相色谱等作为后续分析仪器，可实现对多种样品的快速分离分析。通过控制各种萃取参数，可实现对痕量被测组分的高重复性、高准确度的测定。

3）凝胶自动净化装置

  凝胶渗透色谱是液相分配色谱的一种，其分离基础是溶液中溶质分子的体积大小不同。凝胶自动净化就是利用凝胶渗透色谱原理来净化样品的技术，近年来被广泛应用于生物、环境、医药等样品的分离和净化。

4）固相萃取技术

  固相萃取是20世纪70年代后期发展起来的样品前处理技术，它利用固体吸附剂将目标化合物吸附，使之与样品的基体及干扰化合物分离，然后用洗脱液洗脱或加热解脱，从而达到分离和富集目标化合物的目的，该项技术具有回收率和富集倍数高、有机溶剂消耗量低、操作简便快速、费用低等优点，易于实现自动化并可与其他分析仪器联用。在很多情况下，固相萃取作为制备液体样品优先考虑的方法取代了传统的液—液萃取法，如美国环保署将其用于水中农药含量的测定。

5）液相微萃取

  液相微萃取的原理是利用待测物在两种不混溶的溶剂中溶解度和分配比的不同而进行萃取的方法。该项技术集萃取、净化、浓缩、预分离于一体，具有萃取效率高、消耗有机溶剂少，快速、灵敏等优点，是一种较环保的萃取方法。

6）吹扫捕集法

  吹扫捕集法利用待测物的挥发性，直接抽取样品顶空气体进行色谱分析，利用载气尽量吹出样品中的待测物后，用冷冻捕集或吸附剂捕集的方法收集被测物。吹扫捕集技术具有快速、准确、高灵敏度、高捕集效率等优点，在食品、饮料、蔬菜、药物等样品的前处理中展示了广阔的应用前景。

7）膜分离技术

  膜分离技术是指以选择性透过膜为分离介质，通过在膜两侧施加某种推动力，如压力差、浓度差等，使样品一侧中的欲分离组分选择性地通过膜，低分子溶质通过膜，大分子溶质被截留，以此来分离溶液中不同分子量的物质，从而达到分离提纯的目的。一般膜分离是在压力的作用下进行的，分离过程瞬间完成，因此具有装置简单、结构紧凑、设备体积小、更易于操作和实现系统自动化运行等优点。膜分离技术在众多领域里可以代替离心、沉降、蒸发、吸附等传统的分离手段，提高了分离效率，降低运行成本，简化操作。

8）热解吸

  热解吸是将固体、液体、气体样品或吸附有待测物的吸附管置于热解吸装置中，当装置升温时，挥发性、半挥发性组分从被解吸物中释放出来，通过惰性载气带着待测物进入GC、GC-MS中进行分析的一种技术。该技术具有灵敏度高、环境污染小等特点，当其与气相色谱或质谱联用时，可进行复杂样品的分析测定，应用范围较广。

9）微波消解法

  在微波磁场中，被消解样品极性分子快速转动和定向排列，从而产生振动。在较高温度和压力下消解样品，可以激化化学物质，从而使氧化剂的氧化能力大大加强，使样品表层扰动破裂，并不断产生新的与试剂接触的表面，加速了样品的消解。微波消解法是一种高效省时的现代制样技术，普遍用于原子光谱分析的样品前处理。

3.在线技术

  在线技术是样品前处理过程与终端检测装置结合在一起实现自动化的技术，今后的发展趋势就是尽可能使这两个过程全部结合起来，这样不但可减轻劳动强度，节省人力，更主要的是可以防止人工操作无法避免的由于个体差异所产生的误差，提高分析测试的灵敏度、准确度与重现性。

怎么选择原子吸收法的测定条件？

一般主要分为5个部分：
1.分析线选择
2.狭缝宽度选择
3.空心阴极灯的工作电流选择
4.原子化条件的选择

进样量选择

1.分析线选择
  通常选用共振吸收线为分析线，测定高含量元素时，可以选用灵敏度较低的非共振吸收线为分析线。As、Se等共振吸收线位于200nm以下的远紫外区，火焰组分对其有明显吸收，故用火焰原子吸收法测定这些元素时，不宜选用共振吸收线为分析线。

2.狭缝宽度选择
  狭缝宽度影响光谱通带宽度与检测器接受的能量。原子吸收光谱分析中，光谱重叠干扰的几率小，可以允许使用较宽的狭缝。调节不同的狭缝宽度，测定吸光度随狭缝宽度而变化，当有其它的谱线或非吸收光进入光谱通带内，吸光度将立即减小。不引起吸光度减小的最大狭缝宽度，即为应选取的合适的狭缝宽度。

3.空心阴极灯的工作电流选择
  空心阴极灯一般需要预热10-30min才能达到稳定输出。灯电流过小，放电不稳定,故光谱输出不稳定，且光谱输出强度小；灯电流过大，发射谱线变宽，导致灵敏度下降，校正曲线弯曲，灯寿命缩短。选用灯电流的一般原则是，在保证有足够强且稳定的光强输出条件下，尽量使用较低的工作电流。通常以空心阴极灯上标明的最大电流的一半至三分之二作为工作电流。在具体的分析场合，最适宜的工作电流由实验确定。

4.原子化条件的选择

①火焰类型和特性：

  在火焰原子化法中，火焰类型和特性是影响原子化效率的主要因素。对低、中温元素，使用空气-乙炔火焰；对高温元素，宜采用氧化亚氮-乙炔高温火焰；对分析线位于短波区（200nm以下）的元素，使用空气-氢火焰是合适的。对于确定类型的火焰，稍富燃的火焰(燃气量大于化学计量)是有利的。对氧化物不十分稳定的元素如Cu、Mg、Fe、Co、Ni等，用化学计量火焰（燃气与助燃气的比例与它们之间化学反应计量量相近）或贫燃火焰（燃气量小于化学计量）也是可以的。为了获得所需特性的火焰，需要调节燃气与助燃气的比例。
②燃烧器的高度选择：

  在火焰区内，自由原子的空间分布是不均匀，且随火焰条件而改变，因此，应调节燃烧器的高度，以使来自空心阴极灯的光束从自由原子浓度最大的火焰区域通过，以期获得高的灵敏度。

③程序升温的条件选择：

  在石墨炉原子化法中，合理选择干燥、灰化、原子化及除残温度与时间是十分重要的。干燥应在稍低于溶剂沸点的温度下进行，以防止试液飞溅。灰化的目的是除去基体和局外组分，在保证被测元素没有损失的前提下应尽可能使用较高的灰化温度。原子化温度的选择原则是，选用达到最大吸收信号的最低温度作为原子化温度。原子化时间的选择，应以保证完全原子化为准。原子化阶段停止通保护气，以延长自由原子在石墨炉内的平均停留时间。除残的目的是为了消除残留物产生的记忆效应，除残温度应高于原子化温度。

5.进样量选择
  进样量过小，吸收信号弱，不便于测量；进样量过大，在火焰原子化法中，对火焰产生冷却效应，在石墨炉原子化法中，会增加除残的困难。在实际工作中，应测定吸光度随进样量的变化，达到最满意的吸光度的进样量，即为应选择的进样量。