刘家常，刘芳芳

（天津市东丽区疾病预防控制中心，天津 300300）

近年来，随着苏丹红、三聚氰胺、瘦肉精等食品安全问题的逐一出现，我国正面临着严峻的食品安全问题。《食品安全法》的正式实施，表明我国政府对食品安全的高度关注和保证食品安全的决心。分别落实企业食品安全主体责任、完善食品安全标准、加强检验检测、加强食品安全监管、强化行政执法、加强行业自律等六项措施，逐级狠抓责任落实；系统深入分析典型案例和当前食品安全突出问题，尤其是可能造成系统性风险的问题，采取有力措施，避免食品安全问题演变为危害人民健康的食品安全事故。而仪器分析也成为加强检验检测，有效降低食品安全风险的手段之一。

在仪器分析工作中，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。作为分析化学的组成部分，样品前处理技术也得到了迅猛发展。

1 样品前处理的目的及重要性[1]

仪器分析包含了样品的采集、样品的处理—分析试样的制备、上机分析、数据处理4个基本程序。其中样品处理的目的就是将微量或痕量的欲测组分富集，去除干扰欲测组分的物质，或者是将无法被仪器分析的欲测组分转化成可被仪器分析的物质。前处理过程在整个分析过程中占用的时间和精力最多，前处理程度决定分析样品能否满足所用分析仪器的要求，因此它直接影响分析结果的可靠性和准确性。

2 样品前处理应遵守的原则

一是采集的样品要能满足分析测试的目的，采集的样品要有代表性，故在采样的时间和地点，采样的方法，采样的量等方面作充分考虑。采样装置应保证采样时样品组成不发生变化。二是样品处理前应首先了解分析测试的目的和欲测组分的物理、化学性能，对样品的基本情况（如：物理性能、化学组成等等）也应有所了解，以便选择适当的、合理的处理方法。

3 样品前处理的常用技术[2-5]

3.1 灰化和消解

主要用于有机物中金属元素的分析，通过高温氧化或强氧化剂（如浓硫酸、硝酸、高氯酸、王水等等）氧化的方法将有机物中的大量碳除去。

3.2 酸溶、碱溶和熔融

利用酸溶、碱溶或熔融的方法，将固体样品或灰化和消解后的产物转化为溶液，以便仪器分析或进行下一步的处理。

3.3 萃取

将样品中欲测组分抽提到另一相中，使其与干扰组分分离，并可同时进行富集。可分为液相萃取—将固体、液体或气体样品中欲测组分抽提到溶剂中；固相萃取—将液体或气体样品中欲测组分吸附在固体上；气相萃取（顶空技术）—将固体或液体样品中欲测组分抽提到气体中；超临界流体萃取—将固体样品中欲测组分抽提到超临界流体中。

3.4 蒸馏

利用欲测组分与干扰组分的沸点不同而进行分离，亦可同时进行富集。可分为简单蒸馏、分馏（精馏）、减压蒸馏和水汽蒸馏等。

3.5 热解吸

利用控制加热速度和温度的方法使欲测组分从固体样品或固相萃取所用的固体吸附剂中解吸出来，从而与干扰组分分离。

3.6 热裂解

主要用于高分子化合物分析，通过控制加热速度和温度使高分子化合物发生分解，生成小分子碎片，分析这些分解产物，推断原高分子化合物的组成和结构。

3.7 电解

利用欲测组分与干扰物质的电解电位不同，通过电解的方法将欲测组分与干扰物质分离，并可以进行富集。如在作极谱分析或库仑分析时，可通过电解进行预分离和预富集。

3.8 色谱

不同运行模式的色谱本身就是一种分析仪器，可以用来对欲测组分进行分析测试。不同运行模式的色谱又是一种分离技术，可将欲测组分与干扰物质分离，然后用其他分析仪器进行脱机或联机分析。在样品处理中最常用的是柱色谱和薄层色谱。

4 样品前处理技术研究进展[6-10]

4.1 样品前处理技术的发展趋势

样品前处理技术的发展趋势就是要使处理样品的过程要简单、处理样品的速度要快、处理样品的装置要小、处理样品时所需的化学试剂和样品量要小、处理样品时引进的误差（欲测组分的丢失或沾污）要小、要提高欲测组分的选择性和回收率。

4.2 新方法和新技术

新方法和新技术的发展有的是对传统的方法进行改进，有的则是引入新原理和技术。近年来发展较快应用较广的样品前处理技术有以下几种：

4.2.1 膜分离技术[11-12]

利用不同高分子膜对不同化合物的渗透性有所不同，将欲测组分与样品基体和干扰组分分离。在样品处理中常用的膜分离技术有：渗析、超滤和电渗析。

由于膜分离技术具有装置结构简单、操作程序方便、无需有机溶剂处理、可与各种分析仪器直接连接，易于实现自动化和在线操作等，所以膜分离技术的可应用于各类仪器分析的样品处理。

4.2.2 吹扫/捕集技术

吹扫—捕集技术实质上是一种连续气体萃取技术（属于动态顶空技术），吹扫气（一般使用氮气）通过液体或固体样品，将样品中的可挥发组分（其中包括欲测组分）带出，然后用冷冻或固体吸附剂吸附的方法，将欲测组分捕集下来，再通过热解吸的方法，将欲测组分解吸下来，进入分析仪器分析。

吹扫—捕集技术主要用于气相色谱和气相色谱—质谱分析可挥发性化合物，特别是分析水中有机挥发性化合物。该技术已列入美国EPA方法中水中有机挥发性化合物分析的标准方法。

4.2.3 固相微萃取技术[13-14]

在一根很细的熔融石英纤维上，涂上吸附剂，用来吸附欲测组分，使其与干扰组分和基体分离，并得到富集。被吸附剂吸附的欲测组分，可通过加热或洗脱液洗脱的方法解吸下来，进入分析仪器（主要是气相色谱和液相色谱）。

主要应用于气相色谱和液相色谱分析时的样品处理，具有操作时间短，样品量小，无需萃取溶剂，易实现自动化，适于分析挥发性与非挥发性物质，重现性好等优点。很多研究结果表明，在样品中加入适当的内标进行定量分析时，其重现性和精密度都非常好，是近年发展很快的一种样品处理新技术。

4.2.4 微波技术[15]

4.2.4.1 微波灰化

用微波高温马弗炉进行灰化，可不经炭化而一次完成灰化，所需灰化时间极短。与传统马弗炉相比，升温速度极快，能在几分钟内迅速程序升温至1000℃～1500℃，灰化时间也可减少数倍至数十倍。

4.2.4.2 微波消解

密闭式微波消解（微波高压消解）：将放有样品和消解液的消解罐放入微波炉内，用微波加热，在高温、高压和微波的作用下，难消解的化合物很快消解，由于消解罐是密闭的，故不会有任何元素损失。使用试剂少，消解速度快，所有时间比电热板消解可减少数倍至数十倍，污染也大大减少。

4.2.4.3 微波萃取

在密闭的容器里，利用微波瞬间将萃取液加热到常压沸点以上，在微波的作用下，加快被萃取物从样品中溶出。微波萃取所有的溶剂仅为常规萃取的数十分之一，而萃取速度为常规萃取的数十倍，萃取效率也要高。

4.2.5 ASE快速溶剂萃取

ASE快速溶剂萃取是使用常规溶剂，利用提高萃取压力和萃取温度来提高萃取效率，缩短萃取时间，节省萃取溶剂。

5 结语

科学技术的发展，一方面使分析仪器的性能不断得到提高（最低检出限、灵敏度、分辨率和线性范围等都在不断得到改进，抗干扰性能也不断提高），分析仪器对所分析样品的要求在降低；而另一方面欲分析测试的样品更加复杂，其中的欲测组分的含量越来越低，对结果的精度和准确度要求越来越高，这些都对样品前处理有更高的要求。样品前处理技术就是在不断地解决这些矛盾中得到发展。

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