化學(xué)檢測樣品處理技術(shù)研究

鄒 靜

（蘇州大學(xué) 衛(wèi)生與環(huán)境技術(shù)研究所，江蘇蘇州 215000）

1 化學(xué)檢測中樣品處理技術(shù)的地位及其難點(diǎn)

1.1 化學(xué)檢測中樣品處理技術(shù)的地位

化學(xué)檢測樣品處理是化學(xué)樣品檢測中所必不可少的重要步驟，為了保障化學(xué)樣品檢測實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行，通常化學(xué)檢測樣品在處理過程中會(huì)經(jīng)過樣品搜集、樣品處理以及相關(guān)儀器的清潔與消毒等步驟。這些化學(xué)檢測樣品處理過程不僅可以降低檢測樣品的損失，同時(shí)更可以避免由于化學(xué)檢測設(shè)備摻有雜質(zhì)而影響到化學(xué)樣品檢測的準(zhǔn)確性。此外，為了方便化學(xué)樣品檢測的順利進(jìn)行，通常化學(xué)研究人員在對化學(xué)樣品進(jìn)行檢測前還會(huì)針對其特性采用獨(dú)有的儲(chǔ)存方法，例如通常鈉塊會(huì)被存儲(chǔ)在煤油中以防其出現(xiàn)自燃、融化等現(xiàn)象。隨著現(xiàn)代化學(xué)研究的逐步深入，化學(xué)研究人員對于化學(xué)檢測樣品的處理也有了更高的要求。在當(dāng)前化學(xué)研究中，不僅要求在對化學(xué)檢測樣品進(jìn)行處理時(shí)需要根據(jù)樣品的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)等，以及檢測儀器進(jìn)行相關(guān)處理，同時(shí)還需要逐步提升化學(xué)檢測樣品處理的創(chuàng)新性。化學(xué)檢測樣品處理技術(shù)創(chuàng)新性的提升有助于緩解當(dāng)前化學(xué)樣品檢測中的樣品浪費(fèi)問題，同時(shí)也可以進(jìn)一步降低檢測儀器以及外界環(huán)境對化學(xué)檢測結(jié)果的影響。

1.2 化學(xué)檢測中樣品處理技術(shù)的難點(diǎn)

雖然化學(xué)檢測樣品處理技術(shù)在化學(xué)樣品檢測中具有極其重要的地位，并且對于化學(xué)樣品的檢測結(jié)果也具有較大的影響，但由于化學(xué)檢測樣品處理過程中化學(xué)研究人員還會(huì)遇到以下幾點(diǎn)問題，因此我國化學(xué)檢測樣品處理技術(shù)仍具有一定的不完善。

（1）化學(xué)研究人員在對檢測樣品進(jìn)行處理時(shí)會(huì)遇到處理步驟過于繁瑣的問題。通常化學(xué)研究人員在對待檢測樣品進(jìn)行處理時(shí)，首先會(huì)對檢測樣品進(jìn)行取樣處理，并對檢測樣品進(jìn)行封存。其次，在檢測前研究人員還需要對其進(jìn)行提純處理以及凈化處理等，從而提升檢測樣品的純凈度，以提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。而在這一系列過程中，不僅需要耗費(fèi)大量的時(shí)間，同時(shí)更需要進(jìn)行多次重復(fù)的工作，從而導(dǎo)致人力資源的大量消耗。

（2）化學(xué)檢測樣品處理過程中還具有樣品基質(zhì)種類復(fù)雜的問題。隨著化學(xué)研究的逐步深入，其檢測樣品的種類也更加豐富。當(dāng)前，化學(xué)檢測樣品的種類不僅包含各類金屬，還包含有一些氧化物、過氧化物以及碳水化合物與氯化物等。當(dāng)研究人員對不同的物質(zhì)進(jìn)行檢測時(shí)，由于其均具有獨(dú)特的物理特性與化學(xué)特性，因此需要采取不同的溫度、濕度以及氣壓等對其進(jìn)行處理。這也使得化學(xué)檢測樣品處理工作變得愈加繁重。

（3）當(dāng)前我國往往更加重視對化學(xué)檢測儀器的開發(fā)，而缺少對化學(xué)檢測樣品處理技術(shù)的重視。這一現(xiàn)象的出現(xiàn)不僅會(huì)對化學(xué)檢測樣品處理技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生一定的制約，同時(shí)更會(huì)對其創(chuàng)新性的提升造成嚴(yán)重影響，從而直接影響到化學(xué)檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2 化學(xué)樣品處理技術(shù)的目標(biāo)

1）化學(xué)樣品處理技術(shù)的最終目標(biāo)是為了實(shí)現(xiàn)對待檢測物質(zhì)的提純，從而進(jìn)一步提升化學(xué)檢測結(jié)果的精準(zhǔn)性。為此，化學(xué)研究人員在對待檢測物質(zhì)進(jìn)行處理時(shí)首先需要避免對其化學(xué)物質(zhì)的原有形態(tài)以及其特有的化學(xué)性質(zhì)與物理性質(zhì)造成改變。例如，對干冰等物質(zhì)進(jìn)行檢測與研究時(shí)，其不僅僅需要避免一些化學(xué)元素與干冰進(jìn)行反應(yīng)而使其化學(xué)性質(zhì)改變，同時(shí)還要避免由于高溫而使其物理狀態(tài)產(chǎn)生變化。

2）將待檢測物質(zhì)從混合物中提取出來也是化學(xué)樣品處理技術(shù)的最終目標(biāo)之一。許多化學(xué)元素在自然界中的存在狀態(tài)均是以化合物甚至是混合物的形態(tài)存在。這將會(huì)對研究人員的正常實(shí)驗(yàn)造成一定的影響，甚至還會(huì)造成嚴(yán)重的安全事故，從而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失以及人員傷亡等。因此，為了方便化學(xué)檢測的順利進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)人員需要提前對所需檢測的物質(zhì)進(jìn)行提取并去除其中所含有的雜質(zhì)。

3）為了進(jìn)一步提升實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度，實(shí)驗(yàn)人員還需要對待檢測物質(zhì)進(jìn)行富集操作。富集操作是指通過持續(xù)對該物質(zhì)進(jìn)行搜集與制備，從而提升該物質(zhì)濃度的操作。在化學(xué)檢測樣品處理工作中進(jìn)行富集操作的主要目的是為了避免由于待檢測物質(zhì)含量過低而影響到實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

4）在化學(xué)檢測樣品處理過程中，實(shí)驗(yàn)人員還需要對待檢測物質(zhì)的pH進(jìn)行測定。待檢測物質(zhì)的pH不僅有可能會(huì)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成一定的影響，甚至還有可能會(huì)對某些實(shí)驗(yàn)儀器造成不可逆轉(zhuǎn)的損壞。例如，酸性過強(qiáng)的濃硫酸以及硝酸等均具有較強(qiáng)的腐蝕性，因此其極有可能會(huì)對某些實(shí)驗(yàn)儀器造成損壞。此外，氫氧化鈉以及氫氧化鉀等溶液也有可能會(huì)對一些實(shí)驗(yàn)儀器造成極為嚴(yán)重的損壞，從而使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)較大偏差。因此，為避免此類現(xiàn)象的出現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)人員在對待測物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，首先需要對待測物質(zhì)的pH進(jìn)行測定，并確保其不會(huì)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)儀器造成較大影響。

3 化學(xué)檢測樣品處理技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著科學(xué)技術(shù)的逐步發(fā)展，我國當(dāng)前化學(xué)檢測樣品處理技術(shù)也得到了一定的發(fā)展。在當(dāng)前化學(xué)研究中所使用的樣品處理技術(shù)通過對其所處理的物質(zhì)形態(tài)進(jìn)行分類可以分為以下三類，分別是氣體檢測樣品處理技術(shù)、液體檢測樣品處理技術(shù)以及固體檢測樣品處理技術(shù)。以上三種化學(xué)檢測樣品處理技術(shù)由于其所處理的物質(zhì)種類具有較大的差異，因此其在處理方式以及所用儀器方面均具有較大差異，并且以上三種方式也具有其獨(dú)有的優(yōu)劣性。為了方便化學(xué)樣品檢測的順利進(jìn)行，應(yīng)根據(jù)待測物質(zhì)的物理形態(tài)選用以上三種化學(xué)檢測樣品處理技術(shù)對待測物質(zhì)進(jìn)行處理。此外，化學(xué)檢測樣品處理技術(shù)也具有多種分類。其中在化學(xué)檢測樣品處理過程中最為常用的便是固相微萃取技術(shù)、微波消毒輔助萃取技術(shù)以及微波消毒技術(shù)三種。

3.1 固相微萃取技術(shù)

固相微萃取技術(shù)最早是由加拿大化學(xué)家發(fā)明的，最早被用于環(huán)境分析以及大氣成分分析等領(lǐng)域。但隨著該技術(shù)的逐步完善，電氣概念固相微萃取技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥化學(xué)物質(zhì)分析、藥理物質(zhì)分析以及天然產(chǎn)物物質(zhì)分析等領(lǐng)域。與傳統(tǒng)的化學(xué)檢測樣品處理技術(shù)相比，固相微萃取技術(shù)不僅將樣品處理技術(shù)中所固有的采樣、萃取以及濃縮集為一體，同時(shí)還有效減少了采樣、萃取等操作所需的實(shí)踐。并且，通過利用固相微萃取技術(shù)還可以進(jìn)一步提升萃取結(jié)果純凈度。在利用固相微萃取技術(shù)對化學(xué)檢測樣品進(jìn)行處理時(shí)，首先要準(zhǔn)備固相微萃取儀器。該儀器是由一支進(jìn)樣器以及萃取頭、氣化室、鋼管等儀器所組成的。在化學(xué)檢測樣品處理過程中，固相微萃取儀器會(huì)通過利用相似相溶的特點(diǎn)對待檢測物質(zhì)進(jìn)行提取、分離以及濃縮等，從而方便研究人員對待檢測物質(zhì)進(jìn)行檢測。該技術(shù)不僅擁有高效率、操作簡便等特點(diǎn)，同時(shí)其還具有儀器簡單、成本較低以及易于操作、靈敏度高等諸多優(yōu)勢。因此，其往往會(huì)應(yīng)用于多種化學(xué)檢測實(shí)驗(yàn)中。

3.2 微波輔助萃取技術(shù)

微波輔助萃取技術(shù)也是當(dāng)前化學(xué)檢測樣品處理中所常使用的技術(shù)之一，其主要原理是利用微波能實(shí)現(xiàn)對樣品與溶劑的加熱，從而促使其與原有物質(zhì)進(jìn)行分離，進(jìn)而溶解在溶劑之中。與傳統(tǒng)的化學(xué)檢測樣品處理技術(shù)相比，微波輔助萃取技術(shù)無疑更加簡便，同時(shí)其萃取效率也更高。并且，通過利用微波能加熱所實(shí)現(xiàn)的萃取，萃取純度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)技術(shù)的萃取純度。此外，由于傳統(tǒng)的熱萃取方式需要由外向里對熱能進(jìn)行傳遞，從而促使萃取劑實(shí)現(xiàn)對待檢測物質(zhì)的萃取。因此，熱萃取無法用于多種物質(zhì)的萃取。但微波輔助萃取是通過微波能所實(shí)現(xiàn)的加熱萃取，因此其可以應(yīng)用于多種物質(zhì)，從而降低萃取劑對待檢測物質(zhì)的需求。

3.3 微波消毒技術(shù)

在化學(xué)樣品檢測過程中，由于部分物質(zhì)在自然生成過程中會(huì)攜帶大量的病菌以及真菌。因此，若不對其進(jìn)行消毒處理不僅會(huì)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成一定的影響，同時(shí)還有可能對實(shí)驗(yàn)人員的身體健康造成一定的損害。而在消毒過程中，若使用傳統(tǒng)的加熱消毒以及酒精消毒可能會(huì)使待檢測物質(zhì)的原有物理形態(tài)產(chǎn)生變化，同時(shí)更有可能會(huì)導(dǎo)致其產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)，而使其化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生變化。因此，為避免這一現(xiàn)象的出現(xiàn)，需要使用微波消毒技術(shù)對待檢測物質(zhì)進(jìn)行消毒處理。微波消毒技術(shù)與原有的加熱消毒技術(shù)相比，其消毒效率更高，同時(shí)也可以有效避免對待檢測物質(zhì)的和化學(xué)性質(zhì)以及物理性質(zhì)造成較大影響。

4 結(jié)束語

化學(xué)檢測樣品處理技術(shù)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中具有極其重要的地位。而導(dǎo)致這一現(xiàn)象的主要原因便是化學(xué)檢測樣品處理技術(shù)直接關(guān)系到化學(xué)樣品檢測實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)度，同時(shí)對于實(shí)驗(yàn)安全也具有極其重要的影響。因此，為了方便實(shí)驗(yàn)人員對化學(xué)樣品進(jìn)行檢測，實(shí)驗(yàn)人員務(wù)必要做好化學(xué)樣品的檢測前處理，并克服樣品處理中所出現(xiàn)的處理過程繁雜、樣品種類較多等問題。當(dāng)前我國在化學(xué)檢測樣品處理中所使用的技術(shù)大致有固相微萃取技術(shù)以及微波消毒技術(shù)等。這些化學(xué)樣品處理技術(shù)的應(yīng)用既可以有效緩解化學(xué)樣品中污染元素對實(shí)驗(yàn)人員以及周遭環(huán)境的影響，同時(shí)也可以避免由于實(shí)驗(yàn)樣品純度不足而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗等現(xiàn)象的出現(xiàn)。相信在不久的未來，隨著我國化學(xué)樣品處理技術(shù)的不斷發(fā)展，我國化學(xué)樣品的檢測效率與檢測結(jié)果均會(huì)得到一定程度的提升。