固相微萃取技術在我國環境化學分析中的應用探討

何愛紅

摘 要：固相微萃取在環境化學分析方面的作用顯著，隨著近年來研究工作的不斷深入與方法完善，也讓其逐漸擴展到了食品、臨床化學、法醫學等領域。本文也將分析環境化學的技術理念，探討固相微萃取在環境樣品中的技術特征，避免在今后的化工生產過程中產生嚴重的環境問題。

關鍵詞：固相微萃取技術；環境化學分析；應用

中圖分類號：X132 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）30-0362-02

引 言

環境化學分析是環境科學研究與環保工作中的重要手段，其研究的領域非常廣闊，對象復雜，技術要求較高。正因如此，在分析手段的選擇上就需要保持足夠的靈敏度與準確度，從而能對復雜現象的組分進行價態、狀態與結構分析。固相微萃取技術憑借其顯著的技術優勢，與環境化學分析實現了有效融合。

1 固相微萃取技術特征

固相微萃取。即solid-phasemicroextraction，在2004年正式出現，成為了化學領域的重點研究內容。近年來該技術成為了環境化學領域的常用技術，原因也在于其分析速度快、萃取效率與檢測靈敏度有所保障。相比于傳統技術，它在檢測過程中的自動化水平與使用范圍可以滿足現代檢測功能的要求，并具有廣闊的發展前景。

固相微萃取歐熔融石英光導纖維或是其它材料作為基體支持物，利用其相似相容的特點，在表面涂漬不同性質的高分子層，并通過頂空方式來對待測物進行提取與解析，通過一定的方式解吸附，最終進行分離分析[1]。該技術可以進行取樣、萃取和濃縮，可以在短時間內達到測定的要求，也無需有機溶劑的支持，減少了對于環境的污染程度。總體來看，該技術針對的對象為有機物，按照相似者融入相同處的技術原理，對有機物進行分析后，根據樣品基質中對組分進行萃取的模式進行提煉，富集成堆后在利用固相提煉，使用色譜儀來進行處理。從使用方法上看，其操作模式簡單，樣品在進行萃取前不需要進行凈化處理，不僅節省了時間，也避免了樣品的損失。而固相微萃取除了前文提到的優勢外，熔融石英纖維還可以重復使用，保留了傳統萃取在技術上的優點。

另外，該技術具有顯著的靈敏度，可以利用簡單的利器來進行現場超痕量分析。該技術最早出現與環境樣品的監測當中，對微量元素分析工作起到了重要的輔助作用，另外，在固態樣品、水體和氣態樣品的檢測工作中同樣能發揮至關重要的作用。針對其技術特征，該技術也逐漸運用于生產與生活領域，在國內外成為了主流的檢測技術。但需要注意的是，該技術雖然有著顯著優勢，卻也存在著一定的潛在缺陷。如果在進樣量無法保障的前提下，或是使用半環進樣方式，則峰面積重復性會較低。此外，填料顆粒太細也會讓色譜柱產生堵塞。在未來的技術方案改進中，這些內容都需要進一步進行規劃[2]。

2 固相微萃取在環境化學分析中對于應用

2.1 環境樣品分析

環境樣品的分析可以圍繞固態基質、液態基質與氣態基質三個方面來展開。

固態基質方面，在石油化工生產中，固相微萃取技術發揮了顯著的優勢，而在環境化學領域，也圍繞生產過程展開了技術分析，意圖通過其對環境產生的影響來定向分析化學污染物質，并采取合理的調節手段。另一方面，農藥在使用的過程中也會產生不同程度的水體污染與環境污染，為了避免在后續的生產任務中出現類似情況，就需要采取固相微萃取來監測土壤中的污染物含量，防止生產過程對于環境的不利影響。

液態基質則是近年來環境化學分析的重點內容。由于水污染程度嚴重，尤其在工業生產中會排放大量廢棄物，這些污染物在進入水源時必然造成水體環境的失衡，所以在水質監測工作結束之后，也應該根據實際的分析結果來合理規劃萃取方案，對收集的水樣品進行取樣監測，避免嚴重的水體污染。另外，在環保工作當中，有機物大量存在水體當中，也會與水中的營養物質產生反應，提升營養含量，魚類與其它水生物也會因為區域內的氧氣缺失問題而出現死亡。在固相微萃取的應用過程中也需要注意這一方面的問題，讓有機物質含量能夠在合理的范圍內開展。以目前的環境化學分析工作來看，化學研究的對象通常是因為物質排放而產生的環境污染，此時對于環保工作的落實程度難以保障，利用固相微萃取所起到的效果也相對顯著。

在氣態基質的分析過程中，應考慮到空氣污染帶來的不利影響。空氣污染不僅會在空氣中出現，而且會間接導致水體污染，最終影響固相微萃取的結果不容易達到預期的目標。空氣質量檢測技術的不斷革新，也能形成相對穩定的技術應用方案。一般情況下固相微萃取技術是針對常見的污染源與污染物展開，例如汽車尾氣排放、燃料燃燒不充分產生的一氧化碳排放等，固相微萃取可以能夠對這些氣態基質進行收集，減少工業生產階段所產生的成本消耗[3]。

2.2 衍生化方法應用

嚴格意義上看，衍生化技術并不是直接發生的化學反應，而是一種利用化學變換將化合物轉換成為類似化學結構物質的過程。一般情況下，特定的化合物在參與到衍生反應的過程中，其化學成分、熔點、沸點、聚集態都會產生變化，如果檢測物質難以被檢測，也可以對其進行處理，生成可以被監測的物質。要進行衍生化方法需要滿足一定的要求，不僅要對反應條件要求較低，還需要快速、定量進行，才能與樣品進行有效的化學反應，反應查無也能有利于色譜監測與分離。固相微萃取技術可以直接針對原物質而展開，也可以針對衍生物萃取提出，從而對檢驗工作進行管理和控制，保障化學反應不會對生態系統產生嚴重影響。例如甲醛衍生物普遍存在，通過固相微萃取將甲醛含量控制在規定范圍內，就可以顯著降低其對生態環境的不利影響。

2.3 生物樣品檢測

固相微萃取在生物樣品檢測中的應用主要體現在藥物的生產過程當中，將藥物生產所需要的原料轉換為需要的形式，可以避免在反應階段出現原料浪費的情況。實際上，生物眼皮同樣需要萃取原料，利用析出反應的原理提取原料中的某種物質，避免在反應中出現其它物質的生成。總體來看，藥品生產環節所使用的原料復雜，固相微萃取技術在應用前也需要目標明確，確定反應所適合的環境，防止在反應期間因為環境不適合所導致的雜質情況。對于這一類差異性的影響，需要考慮不同階段化合物對于溫度的差異性需求，在適當的時期進行升溫處理，將溫度控制在合理范圍內，對于萃取環境的控制具有顯著作用。

2.4 農藥檢測

固相微萃取在農藥檢測方面的應用主要體現在對食物的農藥殘留檢測，包括殺蟲劑等各類有機物在內的農藥均可以被檢測出，對于不同類型的有機物還能提供多樣化的檢測方式。例如氨基甲酸內農藥的檢測難度較大，且缺少熱穩定性與揮發性，直接檢測中，樣品含量偏低的情況普遍存在，且分離難度不斷加大。對于食品化學成分的分析需要利用固相微萃取來提升分離的效率與靈敏度。在監測過程中，需要考慮到分離檢測技術與復雜機制當中的痕量成分對于準確度的要求，尤其是農藥成分和現代色譜分離對于靈敏度的影響。因此，固相微萃取的技術研究可以實現多樣品的同時高通量分析，技術優勢顯而易見。

3 結 語

固相微萃取作為現代分離測定的重要手段，其萃取度、靈敏性的優勢讓其成為了分離和定項方面的首選技術，被利用到化學成分檢測分析的多個方面。在未來的研究工作當中，還可以推動在其它行業的檢測分析技術提升，為相關領域的研究提供參考和借鑒，并進行技術保障。

參考文獻

[1]劉瑞華，李 旭.環境化學分析中固相微萃取技術的應用[J].化學工程與裝備，2016（7）：240.

[2]李文超，王永花，孫 成，等.分子印跡技術與固相微萃取技術聯用的研究進展[J].環境化學，2011，30（9）：1663～1671.

[3]王曉樂，王 凱，賈金平，等.基于固相微萃取技術的GC-MS法快速檢測地溝油[J].分析試驗室，2014（2）：153～157.

收稿日期：2018-9-12