固相微萃取(Solid-Phase Microextraction,簡(jiǎn)寫為SPME)是近年來(lái)上興起的一項(xiàng)試樣分析前處理新技術(shù)。是在固相萃取基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它保留了其所有的優(yōu)點(diǎn),摒棄了其需要柱填充物和使用溶劑進(jìn)行解吸的弊病，只要一支類似進(jìn)樣器的固相微萃取裝置即可完成全部前處理和進(jìn)樣工作。

　　固相微萃取主要針對(duì)有機(jī)物進(jìn)行分析，根據(jù)有機(jī)物與溶劑之間“相似者相溶”的原則，利用石英纖維表面的色譜固定相對(duì)分析組分的吸附作用，將組分從試樣基質(zhì)中萃取出來(lái)，并逐漸富集，完成試樣前處理過(guò)程。在進(jìn)樣過(guò)程中，利用氣相色譜進(jìn)樣器的高溫，液相色譜、毛細(xì)管電泳的流動(dòng)相將吸附的組分從固定相中解吸下來(lái)，由色譜儀進(jìn)行分析。

　　SPME萃取方式的選擇主要與待測(cè)物的揮發(fā)性、基質(zhì)和探針固定相涂層的性質(zhì)有關(guān)。 SPME有三種不同的萃取方式：頂空萃取、空氣萃取和直接萃取。對(duì)揮發(fā)性特別強(qiáng)的樣品,可采用頂空或空氣萃取，對(duì)于半揮發(fā)性和不揮發(fā)性樣品來(lái)說(shuō)，應(yīng)采用直接萃取。

　　影響SPME萃取效率的因素很多，主要是對(duì)干擾分析物吸附和解析的因素進(jìn)行優(yōu)化。影響分析物吸附的主要參數(shù)有纖維表面固定相類型、萃取時(shí)間、離子強(qiáng)度、pH值、溫度、樣本體積和攪拌。對(duì)于SPME-GC，分析物解析與時(shí)間和溫度有關(guān)，而對(duì)于SPME-HPLC，分析物解析則主要與溶劑類型、體積和時(shí)間有關(guān)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中萃取效果的影響因素主要有以下幾方面：

　　1)纖維表面固定相類型

　　選用固定相時(shí)一般應(yīng)從兩方面考慮：(i)分析物和固定相的極性相匹配，即應(yīng)當(dāng)綜合考慮分析組分在各相中的分配系數(shù)、極性與沸點(diǎn)，根據(jù)“相似者相溶”的原則，選取適合分析組分的固定相;(ii) 靈敏度隨固定相厚度的增加而增加。

　　2)萃取時(shí)間

　　萃取時(shí)間是從石英纖維與試樣接觸到吸附平衡所需要的時(shí)間。為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果重現(xiàn)性良好，應(yīng)在實(shí)驗(yàn)中保持萃取時(shí)間一定。影響萃取時(shí)間的因素很多，如分配系數(shù)、試樣的擴(kuò)散速度、試樣量、容器體積、試樣本身基質(zhì)、溫度等。在萃取初始階段，分析組分很容易富集到石英纖維固定相中，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，富集的速度越來(lái)越慢，接近平衡狀態(tài)時(shí)即使時(shí)間延長(zhǎng)對(duì)富集也沒(méi)有意義了，因此在摸索實(shí)驗(yàn)方法時(shí)必須做富集-時(shí)間曲線，從曲線上找出萃取時(shí)間點(diǎn)，即曲線接近平緩的短時(shí)間。一般萃取時(shí)間在15～180 min。

　　3)離子強(qiáng)度

　　向液體試樣中加入少量氯化鈉、硫酸鈉等無(wú)機(jī)鹽可增強(qiáng)離子強(qiáng)度,降低極性有機(jī)物在水中的溶解度即起到鹽析作用，使石英纖維固定相能吸附更多的分析組分。一般情況下可有效提高萃取效率，但并不一定適用于任何組分,如Boyd-Boland等在對(duì)22種含氮?dú)⑾x劑檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)使用多數(shù)組分在加入氯化鈉后會(huì)明顯提高萃取效果，但對(duì)惡草靈、乙氧氟甲草醚等農(nóng)藥無(wú)效;Fisher等在分析酒中污染物時(shí),加入無(wú)機(jī)鹽的比不加的分析結(jié)果高25%。加入無(wú)機(jī)鹽的量需要根據(jù)具體試樣和分析組分來(lái)定。

　　4)pH

　　改變pH值同使用無(wú)機(jī)鹽一樣能改變分析組分與試樣介質(zhì)、固定相之間的分配系數(shù),對(duì)于改善試樣中分析成分的吸附是有益的。由于固定相屬于非離子型聚合物，故對(duì)于吸附中性形式的分析物更有效。調(diào)節(jié)液體試樣的pH值可防止分析組分離子化，提高被固定相吸附的能力。對(duì)于酸性化合物，萃取效率隨pH值降低而提高，在低pH值，酸性化合物的酸-堿平衡移向中性化和物，更有利于分析物被固定相吸附。相反，對(duì)于堿性化合物則是隨pH值降低，化合物離子化，萃取效率隨之減小。在實(shí)際檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，pH值在4～11間改變，對(duì)三嗪、硝基苯胺、取代尿嘧啶、硫代氨基甲酸酯、氯代乙酰胺、聯(lián)苯醚、氨基化合物和含氧二唑類除草劑萃取效率無(wú)影響。然而在pH 2時(shí)，聯(lián)苯醚和二硝基苯胺的萃取效率提高。

　　5)溫度

　　分析物進(jìn)入固定相的平衡時(shí)間與萃取溫度有關(guān)，因而需要選擇適當(dāng)?shù)妮腿囟却偈乖诤侠淼臅r(shí)間范圍內(nèi)獲得滿意的靈敏度。對(duì)于浸入式SPME，適當(dāng)升高溫度可使分子運(yùn)動(dòng)加快，分子擴(kuò)散速度更快，從而萃取相/水相之間的平衡時(shí)間可以縮短。其對(duì)三嗪和硫代氨基甲酸酯的優(yōu)化萃取溫度在55～60℃。對(duì)于頂空式SPME，適當(dāng)升高溫度可以提高液上氣體濃度，從而提高分析靈敏度。其對(duì)人體血液和尿液中三嗪類除草劑的萃取溫度介于90～100℃之間。

　　6)攪拌

　　萃取效率與分析物在樣本基質(zhì)和固定相間的平衡有關(guān)，而分析物平衡時(shí)間與分析物在水相間質(zhì)量傳遞速率有關(guān)。攪拌和超聲波均能使分析物從基質(zhì)中快速轉(zhuǎn)移至固定相，從而降低萃取時(shí)間。雖然攪拌速度越快，平衡時(shí)間越短，但是過(guò)度攪拌也會(huì)干擾平衡時(shí)間和精密度。

　　7)樣本體積

　　由于固相微萃取是一個(gè)固定的萃取過(guò)程，為保證萃取的效果需要對(duì)試樣量、試樣容器的體積進(jìn)行選擇。Denis等在利用頂空法檢測(cè)14種半揮發(fā)性有機(jī)氯農(nóng)藥的研究中指出，試樣量與試樣容器的體積對(duì)于保證結(jié)果有很大關(guān)系，試樣量與試樣容器體積之間存在有匹配關(guān)系，試樣量增大的情況下，重現(xiàn)性明顯變好,檢出量提高。

　　8)解析

　　對(duì)于SPME-GC來(lái)說(shuō)，GC的汽化室可用于分析物從纖維上的解吸。當(dāng)溫度上升時(shí)，分析物對(duì)纖維的親和力下降從而釋放出來(lái)。汽化室較小的體積能夠保證解吸下來(lái)的分析物由載氣迅速轉(zhuǎn)入色譜柱。對(duì)于大多數(shù)化合物而言，解吸通常在兩分鐘內(nèi)完成。GC的熱解吸受若干參數(shù)的影響，如汽化室的溫度和載氣的流速等，它們決定了SPME的解吸時(shí)間。一般，汽化室溫度的設(shè)定在可保持纖維涂層穩(wěn)定的大溫度。高解析溫度有助于減少滯留影響。一般SPME-GC的熱解析溫度和時(shí)間分別為200～300℃、2～15 min。