樣品前處理方法ASE技術介紹

樣品前處理的方法從根本上講可分為兩大類：物理法和化學法，其中物理法包括吸附、離心、蒸餾、升
華、過濾、溶劑萃取等，而化學法包括衍生、沉淀、絡合等。
物理法中的溶劑萃取技術根據不同的機理可分為液-固萃取、柱色譜萃取和液-液萃取。
液-固萃取的樣品一般為固體形態，利用溶質在不同溶劑中溶解度不同，選擇合適的溶劑進行萃取，索氏
提取、自動索氏提取、超聲萃取、微波萃取（MAE）、超臨界萃取（SFE）、以及快速溶劑萃取（ASE.）都
是液-固萃取的實例，一般用于多組分萃取。
柱色譜萃取的原理是利用溶質與固定相作用力不同（液體樣品）通過吸附解析達到萃取的目的，固相萃取
（SPE）、固相微萃取（SPME）都是柱色譜萃取方式，它的樣品方式通常為液態或勻漿。通常作為萃取液的
凈化和針對性萃取。
液-液萃取利用溶質在兩種互不相溶液體中分配系數不同達到分離萃取的目的，樣品形式為液體，它的代
表方式是分液漏斗或振搖法。
溶劑萃取傳統方法的缺點是通常需要大量的溶劑，耗費大量的時間和不能全自動進行，化學作者要長時間
暴露在化學溶劑的污染中，另外樣品的處理過程也是產生誤差的zui大根源，由于樣品提取和檢測過程中產生的
廢液會給環境造成進一步的污染，隨著人們對環境保護意識的增加，溶劑購買和傾倒的費用也在不斷增加，樣
品準備已經是整個分析過程的zui大瓶頸。
為解決上述的這些問題賽默飛開發了ASE.快速溶劑萃取技術。
ASE.技術介紹
什么是ASE.？
ASE.是英文Accelerated Solvent Extraction加速溶劑萃取的英文字頭縮寫。
ASE.的原理
通常影響固-液萃取的物理化學因素包括：
- 擴散
根據Stokes-Einstein方程擴散度D隨溫度T的增加而增加
D = kT/6ηπa（D = 擴散度，k = 比例常數，T = 溫度，η= 粘度，a = 活性）
- 粘度
根據Andrade方程粘度η隨溫度T的增加而降低，粘度的降低表示溶劑更容易進入樣品顆粒的微孔
lnη= A + B/T （η= 粘度 T = 溫度）
- 表面張力
根據公式σ= a – bT表面張力σ隨溫度T的增加而降低，降低表面張力意味著溶劑可以更好地“濕潤”樣
品基質
- 溶解度
實驗數據表明溫度從50℃提高到150℃，可使蒽的溶解度提高13倍，二十烷 (C20)的溶解度提高數百倍。
- 物理/化學作用力
物理吸附力-分析物可以被物理吸附在基質上；
化學結合力-分析物被化學鍵結合在基質上，包括范德華力，氫鍵，偶極距，離子鍵等；
增加溫度可以降低溶劑與溶劑、溶劑與基質之間的吸附/解析作用力，可以減弱氫鍵和離子鍵力。

歸納以上的幾個重要因素不難看出提高溫度可以增加擴散力、提高溶解度、降低粘度、降低表面張力、降
低物理/化學結合力，其結果加快了溶解的化學進程。
提高溶劑萃取效率的另一個重要因素是溶劑的選擇，需要依據“相似者相溶”的原理，極性溶劑用于極性
分析物。
樣品顆粒度的大小也是影響萃取的速率的因素，將樣品研磨至小顆粒可以增加樣品的比表面積，有利于溶
劑萃取。
ASE?是用溶劑對固體、半固體的樣品進行萃取的技術。它的原理就是依據上述法則選擇合適的溶劑、通
過增加溫度（通常為40-200℃）和壓力（通常為1500-2000 psi）來提高萃取過程的效率。
嬰兒營養配餐中脂肪萃取的回收率
嬰兒營養配餐中脂肪萃取的回收率
溶劑及溫度對萃取的影響通過上圖表示，不同的
溶劑在100 ℃下萃取同一嬰兒食品中的脂肪，萃取回
收率非常不同，當溫度改變為125℃，原來低的回收率
得到大大提高。
升高壓力有利于溶劑進入低壓時封閉的微孔，同
時使溶劑在高溫下仍保持液態并快速充滿萃取池，常
用的壓力為：1200-2500 psi（3000 psi max）
下圖表示了壓力對萃取效率的影響，實踐證明改
變壓力對萃取回收率的提供影響不大。
ASE?可用來取代索氏提取、超聲萃取、微波萃
取、手工振搖、煮沸法和其他萃取方法（10 g樣品僅
用15 mL溶劑15 min萃取