生物样品预处理方法综述与探究

摘要：生物样品的种类复杂而多样，因而生物样品的预处理方法则显得尤为重要，它是建立分析方法的重要环节，已经被广泛应用于多个领域。生物样品预处理的目的，就是对被测元素或破坏样品的有机物进行提取、净化，甚至浓缩，这样被测的元素就会表现出来，后面再测定就方便多了。本文主要概括和论述了超临界流体萃取技术、固相萃取技术、固相微萃取技术等几种比较前沿的生物样品的预处理技术，分析了其优缺点，并简单描述了一下生物样品处理的发展方向和前景。

关键词：生物样品，超临界流体萃取，固相萃取，固相微萃取

中图分类号：Q81 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（c）-0000-00

0 引言

近年来，随着科技的迅速发展和有力推动，生物样品预处理技术也得到了快速的发展和印证，并取得了不少的成就。那么无机元素、有机元素分析的样品预处理方法都有哪些？有什么不同呢？超临界流体萃取技术、固相萃取技术、固相微萃取技术等新技术的出现解决了这些难题，这些技术具有速度快、效率高、污染小等优点，应该被大力宣传和推广，并尽早投入生产生活中。

1 超临界流体萃取技术

超临界流体（supercritical fluid，简称 SCF） 指处于超过物质本身的临界压力和临界温度时的流体。具有溶解度大、扩散和运动性强的特点。超临界流体萃取技术（ supercritical fluid extraction ，SFE） 就是把超临界流体当作溶剂，萃取出来一些有效组分，接着进行分离的一门技术。已经被广泛应用于医药、食品、化妆品以及一些天然产物的分析方面。以前都使用以硅胶为材料的吸附剂，近年来一些新型的吸附剂相继出现，填补了不少空白。他们具有容量高、选择性和疏水性都较好，在反相条件下对亲水性物质保留时间较长等优点。 超临界流体萃取技术的优点主要表现在，对脂溶性成分、挥发性成分、热敏物质及小分子萜类等的提取很明显。具体要求：必须不低于临界温度和压力， 让超临界流体萃取成分，当恢复到常温和常压的时候，溶解成分会很快与气态的超临界流体分开。CO2属于非极性溶剂，常被用作萃取剂使用在该技术中。对于非极性和低极性的化合物的溶解性很强，但对于大多数无机盐、极性较强的物质却很难溶解。添加甲醇、乙醇、丙酮、乙酯等改性剂是个可行的办法，该技术在生物碱类、黄酮类、皂甙类等的应用方面表现力不俗。

2 固相萃取技术

固相萃取技术自20世纪70年代诞生以来，以其高效、高选择性、高度自动化的特点，被广泛应用于各种生物样品的分离和纯化[1]。固相萃取技术（SPE）就是把液体样品中的目标化合物进行吸附，将样品的干扰化合物和基体分开，再用洗脱液或加热解吸附洗脱。目前主要有两种洗脱方法比较常见：其一，生物介质的亲和力强，会被分离物直接洗脱；其二被分析物的亲和力要强，用对被分析物亲和力强的溶剂洗脱目前，固相萃取剂研究的重点是把非极性基团、极性、高分子树脂或离子交换基团混合使用的吸附剂。固相萃取剂按照种类划分，一般可分为正相、反相和离子交换固相萃取三类，这是常见的分类方法。

要根据分析物的溶解度、极性、pKa等性质， 选取适合的固相萃取柱，如果是非离子性物质的话，要使用极性相似的固相萃取柱。强离子型分析物则用离子交换固相萃取。固相萃取一般可分为活化、上样、淋洗和洗脱四步。新一代的聚合物吸附剂，例如Waters的Oasis HLB， 既简化了样品制备过程，又有很宽的pH范围，可以萃取疏水、亲水、碱性、酸性或中性组分，血浆、尿液等生物样品的制备比较适合[2，3]。SPE技术在生物样本分析中发挥着重要的作用，已经取得了不小的突破，如新型固定相萃取剂与自动化操作设备等的理论研究。

3 固相微萃取技术

固相微萃取技术（Solidphasemiero一extraetion，SPME）是一种比较前沿的样品前处理技术，最早用来分析环境中的有机物，在食品、药物和生化等领域，这种新的提取技术受到了高度的关注。它具有廉价、容易、与分析系统兼容、易于自动化、效率高等优点。SPME萃取模式可分成直接固相微萃（Direct一SPME）和顶空固相微萃取（headspace--SPME，HS一SFME）两种。

涂层一般有聚丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷，混合涂料主要有聚乙二醇-二乙烯基苯、聚二甲基硅氧烷-二乙烯基苯等。该技术的特点是高效、简捷、灵敏度高，集制备、分离于一体，将以前的取样、萃取、浓缩及进样多部分析操作变成为一个过程，最大的优点在操作过程中不需要使用溶剂，既节约资源，又比较环保。分析挥发和半挥发性成分，固相微萃取技术比较适合，而对于复杂基质的分析却不尽人意。

固相萃取已经被广泛运用于食品、环境化学、生物学等领域，复杂目标物样品微量或痕量的分离、富集和分析表现明显。

4 生物样品预处理方法的选择

生物样品种类众多，性能也不一样，选择起来比较棘手，对于不同的样品要采取不同的预处理方法，要有针对性，才能取得理想的效果，一般主要有三种方法。

4.1 在常温下需要长时间反应的样品

这种方法相对简单，只需要把准备好的样品放置一夜，不用管它，第二天再放进些消解炉消解就可以了，效果也是不错的。

4.2反应剧烈的样品

这种方法也不复杂，首先需要把准备好的样品放在电子控温加热板上进行加温加热，而且还要不停的摇晃溶样杯，仔细观察溶样杯，这时候会发现有少量或浅色气体冒出时，取下后进行微波消解就可以了。

4.3.预处理时间长的难处理样品

这种方法相对复杂些，仍然采用放过夜的方法，第二天再进行消解处理。观察并测量样品的体积变化，溶液体积如果小于6毫升时，应该及时的加水或酸，始终保持体积不小于6毫升，最后再进行微波消解就可以了。

5 结束语

随着人们所面对的分析体系越来越复杂，人们采用的分析手段越来越高。在市场和技术的双重驱动下，现代分析的发展将越来越快，生物技术将跨入了一个崭新的时代。总之，每种处理方法都各有特点，有利有弊，在实际操作中，要根据化合物的物理化学性质，选择合适的前处理方法才能事半功倍。

参考文献

[1] Broich J R，Hoffman D B，Goldner S J，et al. Liquid solid extraction of ly-ophilized biological material for forensic analysis. I. Application to urine samples for detection of drugs of abuse. J Chromatogr，1971，63：309

[2] Oshihara K， Kiyonami R， ShimizuY，et al.Determination of urinary pyrra-line by solid-phase extraction and high performance liquid chromatography.Biol Pharm Bull， 2001，24（8）：863

[3] Uitema A D， Reinders C， Tibben M M，et al. Sensitive gas chromato-graphic determination of the cyclophosphamide metabolite 2-dechloroethy-lcyclophosphamide in human plasma. Jchtomatofr B Biomed Sci Appl，2001，757（2）：349