生物樣品預處理方法綜述與探究

摘要：生物樣品的種類復雜而多樣，因而生物樣品的預處理方法則顯得尤為重要，它是建立分析方法的重要環(huán)節(jié)，已經(jīng)被廣泛應用于多個領域。生物樣品預處理的目的，就是對被測元素或破壞樣品的有機物進行提取、凈化，甚至濃縮，這樣被測的元素就會表現(xiàn)出來，后面再測定就方便多了。本文主要概括和論述了超臨界流體萃取技術(shù)、固相萃取技術(shù)、固相微萃取技術(shù)等幾種比較前沿的生物樣品的預處理技術(shù)，分析了其優(yōu)缺點，并簡單描述了一下生物樣品處理的發(fā)展方向和前景。

關鍵詞：生物樣品，超臨界流體萃取，固相萃取，固相微萃取

中圖分類號：Q81 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（c）-0000-00

0 引言

近年來，隨著科技的迅速發(fā)展和有力推動，生物樣品預處理技術(shù)也得到了快速的發(fā)展和印證，并取得了不少的成就。那么無機元素、有機元素分析的樣品預處理方法都有哪些？有什么不同呢？超臨界流體萃取技術(shù)、固相萃取技術(shù)、固相微萃取技術(shù)等新技術(shù)的出現(xiàn)解決了這些難題，這些技術(shù)具有速度快、效率高、污染小等優(yōu)點，應該被大力宣傳和推廣，并盡早投入生產(chǎn)生活中。

1 超臨界流體萃取技術(shù)

超臨界流體（supercritical fluid，簡稱 SCF） 指處于超過物質(zhì)本身的臨界壓力和臨界溫度時的流體。具有溶解度大、擴散和運動性強的特點。超臨界流體萃取技術(shù)（ supercritical fluid extraction ，SFE） 就是把超臨界流體當作溶劑，萃取出來一些有效組分，接著進行分離的一門技術(shù)。已經(jīng)被廣泛應用于醫(yī)藥、食品、化妝品以及一些天然產(chǎn)物的分析方面。以前都使用以硅膠為材料的吸附劑，近年來一些新型的吸附劑相繼出現(xiàn)，填補了不少空白。他們具有容量高、選擇性和疏水性都較好，在反相條件下對親水性物質(zhì)保留時間較長等優(yōu)點。 超臨界流體萃取技術(shù)的優(yōu)點主要表現(xiàn)在，對脂溶性成分、揮發(fā)性成分、熱敏物質(zhì)及小分子萜類等的提取很明顯。具體要求：必須不低于臨界溫度和壓力， 讓超臨界流體萃取成分，當恢復到常溫和常壓的時候，溶解成分會很快與氣態(tài)的超臨界流體分開。CO2屬于非極性溶劑，常被用作萃取劑使用在該技術(shù)中。對于非極性和低極性的化合物的溶解性很強，但對于大多數(shù)無機鹽、極性較強的物質(zhì)卻很難溶解。添加甲醇、乙醇、丙酮、乙酯等改性劑是個可行的辦法，該技術(shù)在生物堿類、黃酮類、皂甙類等的應用方面表現(xiàn)力不俗。

2 固相萃取技術(shù)

固相萃取技術(shù)自20世紀70年代誕生以來，以其高效、高選擇性、高度自動化的特點，被廣泛應用于各種生物樣品的分離和純化[1]。固相萃取技術(shù)（SPE）就是把液體樣品中的目標化合物進行吸附，將樣品的干擾化合物和基體分開，再用洗脫液或加熱解吸附洗脫。目前主要有兩種洗脫方法比較常見：其一，生物介質(zhì)的親和力強，會被分離物直接洗脫；其二被分析物的親和力要強，用對被分析物親和力強的溶劑洗脫目前，固相萃取劑研究的重點是把非極性基團、極性、高分子樹脂或離子交換基團混合使用的吸附劑。固相萃取劑按照種類劃分，一般可分為正相、反相和離子交換固相萃取三類，這是常見的分類方法。

要根據(jù)分析物的溶解度、極性、pKa等性質(zhì)， 選取適合的固相萃取柱，如果是非離子性物質(zhì)的話，要使用極性相似的固相萃取柱。強離子型分析物則用離子交換固相萃取。固相萃取一般可分為活化、上樣、淋洗和洗脫四步。新一代的聚合物吸附劑，例如Waters的Oasis HLB， 既簡化了樣品制備過程，又有很寬的pH范圍，可以萃取疏水、親水、堿性、酸性或中性組分，血漿、尿液等生物樣品的制備比較適合[2，3]。SPE技術(shù)在生物樣本分析中發(fā)揮著重要的作用，已經(jīng)取得了不小的突破，如新型固定相萃取劑與自動化操作設備等的理論研究。

3 固相微萃取技術(shù)

固相微萃取技術(shù)（Solidphasemiero一extraetion，SPME）是一種比較前沿的樣品前處理技術(shù)，最早用來分析環(huán)境中的有機物，在食品、藥物和生化等領域，這種新的提取技術(shù)受到了高度的關注。它具有廉價、容易、與分析系統(tǒng)兼容、易于自動化、效率高等優(yōu)點。SPME萃取模式可分成直接固相微萃（Direct一SPME）和頂空固相微萃?。╤eadspace--SPME，HS一SFME）兩種。

涂層一般有聚丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷，混合涂料主要有聚乙二醇-二乙烯基苯、聚二甲基硅氧烷-二乙烯基苯等。該技術(shù)的特點是高效、簡捷、靈敏度高，集制備、分離于一體，將以前的取樣、萃取、濃縮及進樣多部分析操作變成為一個過程，最大的優(yōu)點在操作過程中不需要使用溶劑，既節(jié)約資源，又比較環(huán)保。分析揮發(fā)和半揮發(fā)性成分，固相微萃取技術(shù)比較適合，而對于復雜基質(zhì)的分析卻不盡人意。

固相萃取已經(jīng)被廣泛運用于食品、環(huán)境化學、生物學等領域，復雜目標物樣品微量或痕量的分離、富集和分析表現(xiàn)明顯。

4 生物樣品預處理方法的選擇

生物樣品種類眾多，性能也不一樣，選擇起來比較棘手，對于不同的樣品要采取不同的預處理方法，要有針對性，才能取得理想的效果，一般主要有三種方法。

4.1 在常溫下需要長時間反應的樣品

這種方法相對簡單，只需要把準備好的樣品放置一夜，不用管它，第二天再放進些消解爐消解就可以了，效果也是不錯的。

4.2反應劇烈的樣品

這種方法也不復雜，首先需要把準備好的樣品放在電子控溫加熱板上進行加溫加熱，而且還要不停的搖晃溶樣杯，仔細觀察溶樣杯，這時候會發(fā)現(xiàn)有少量或淺色氣體冒出時，取下后進行微波消解就可以了。

4.3.預處理時間長的難處理樣品

這種方法相對復雜些，仍然采用放過夜的方法，第二天再進行消解處理。觀察并測量樣品的體積變化，溶液體積如果小于6毫升時，應該及時的加水或酸，始終保持體積不小于6毫升，最后再進行微波消解就可以了。

5 結(jié)束語

隨著人們所面對的分析體系越來越復雜，人們采用的分析手段越來越高。在市場和技術(shù)的雙重驅(qū)動下，現(xiàn)代分析的發(fā)展將越來越快，生物技術(shù)將跨入了一個嶄新的時代。總之，每種處理方法都各有特點，有利有弊，在實際操作中，要根據(jù)化合物的物理化學性質(zhì)，選擇合適的前處理方法才能事半功倍。

參考文獻

[1] Broich J R，Hoffman D B，Goldner S J，et al. Liquid solid extraction of ly-ophilized biological material for forensic analysis. I. Application to urine samples for detection of drugs of abuse. J Chromatogr，1971，63：309

[2] Oshihara K， Kiyonami R， ShimizuY，et al.Determination of urinary pyrra-line by solid-phase extraction and high performance liquid chromatography.Biol Pharm Bull， 2001，24（8）：863

[3] Uitema A D， Reinders C， Tibben M M，et al. Sensitive gas chromato-graphic determination of the cyclophosphamide metabolite 2-dechloroethy-lcyclophosphamide in human plasma. Jchtomatofr B Biomed Sci Appl，2001，757（2）：349