固相微萃取技术在我国环境化学分析中的应用探讨

何爱红

摘 要：固相微萃取在环境化学分析方面的作用显著，随着近年来研究工作的不断深入与方法完善，也让其逐渐扩展到了食品、临床化学、法医学等领域。本文也将分析环境化学的技术理念，探讨固相微萃取在环境样品中的技术特征，避免在今后的化工生产过程中产生严重的环境问题。

关键词：固相微萃取技术；环境化学分析；应用

中图分类号：X132 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）30-0362-02

引 言

环境化学分析是环境科学研究与环保工作中的重要手段，其研究的领域非常广阔，对象复杂，技术要求较高。正因如此，在分析手段的选择上就需要保持足够的灵敏度与准确度，从而能对复杂现象的组分进行价态、状态与结构分析。固相微萃取技术凭借其显著的技术优势，与环境化学分析实现了有效融合。

1 固相微萃取技术特征

固相微萃取。即solid-phasemicroextraction，在2004年正式出现，成为了化学领域的重点研究内容。近年来该技术成为了环境化学领域的常用技术，原因也在于其分析速度快、萃取效率与检测灵敏度有所保障。相比于传统技术，它在检测过程中的自动化水平与使用范围可以满足现代检测功能的要求，并具有广阔的发展前景。

固相微萃取欧熔融石英光导纤维或是其它材料作为基体支持物，利用其相似相容的特点，在表面涂渍不同性质的高分子层，并通过顶空方式来对待测物进行提取与解析，通过一定的方式解吸附，最终进行分离分析[1]。该技术可以进行取样、萃取和浓缩，可以在短时间内达到测定的要求，也无需有机溶剂的支持，减少了对于环境的污染程度。总体来看，该技术针对的对象为有机物，按照相似者融入相同处的技术原理，对有机物进行分析后，根据样品基质中对组分进行萃取的模式进行提炼，富集成堆后在利用固相提炼，使用色谱仪来进行处理。从使用方法上看，其操作模式简单，样品在进行萃取前不需要进行净化处理，不仅节省了时间，也避免了样品的损失。而固相微萃取除了前文提到的优势外，熔融石英纤维还可以重复使用，保留了传统萃取在技术上的优点。

另外，该技术具有显著的灵敏度，可以利用简单的利器来进行现场超痕量分析。该技术最早出现与环境样品的监测当中，对微量元素分析工作起到了重要的辅助作用，另外，在固态样品、水体和气态样品的检测工作中同样能发挥至关重要的作用。针对其技术特征，该技术也逐渐运用于生产与生活领域，在国内外成为了主流的检测技术。但需要注意的是，该技术虽然有着显著优势，却也存在着一定的潜在缺陷。如果在进样量无法保障的前提下，或是使用半环进样方式，则峰面积重复性会较低。此外，填料颗粒太细也会让色谱柱产生堵塞。在未来的技术方案改进中，这些内容都需要进一步进行规划[2]。

2 固相微萃取在环境化学分析中对于应用

2.1 环境样品分析

环境样品的分析可以围绕固态基质、液态基质与气态基质三个方面来展开。

固态基质方面，在石油化工生产中，固相微萃取技术发挥了显著的优势，而在环境化学领域，也围绕生产过程展开了技术分析，意图通过其对环境产生的影响来定向分析化学污染物质，并采取合理的调节手段。另一方面，农药在使用的过程中也会产生不同程度的水体污染与环境污染，为了避免在后续的生产任务中出现类似情况，就需要采取固相微萃取来监测土壤中的污染物含量，防止生产过程对于环境的不利影响。

液态基质则是近年来环境化学分析的重点内容。由于水污染程度严重，尤其在工业生产中会排放大量废弃物，这些污染物在进入水源时必然造成水体环境的失衡，所以在水质监测工作结束之后，也应该根据实际的分析结果来合理规划萃取方案，对收集的水样品进行取样监测，避免严重的水体污染。另外，在环保工作当中，有机物大量存在水体当中，也会与水中的营养物质产生反应，提升营养含量，鱼类与其它水生物也会因为区域内的氧气缺失问题而出现死亡。在固相微萃取的应用过程中也需要注意这一方面的问题，让有机物质含量能够在合理的范围内开展。以目前的环境化学分析工作来看，化学研究的对象通常是因为物质排放而产生的环境污染，此时对于环保工作的落实程度难以保障，利用固相微萃取所起到的效果也相对显著。

在气态基质的分析过程中，应考虑到空气污染带来的不利影响。空气污染不仅会在空气中出现，而且会间接导致水体污染，最终影响固相微萃取的结果不容易达到预期的目标。空气质量检测技术的不断革新，也能形成相对稳定的技术应用方案。一般情况下固相微萃取技术是针对常见的污染源与污染物展开，例如汽车尾气排放、燃料燃烧不充分产生的一氧化碳排放等，固相微萃取可以能够对这些气态基质进行收集，减少工业生产阶段所产生的成本消耗[3]。

2.2 衍生化方法应用

严格意义上看，衍生化技术并不是直接发生的化学反应，而是一种利用化学变换将化合物转换成为类似化学结构物质的过程。一般情况下，特定的化合物在参与到衍生反应的过程中，其化学成分、熔点、沸点、聚集态都会产生变化，如果检测物质难以被检测，也可以对其进行处理，生成可以被监测的物质。要进行衍生化方法需要满足一定的要求，不仅要对反应条件要求较低，还需要快速、定量进行，才能与样品进行有效的化学反应，反应查无也能有利于色谱监测与分离。固相微萃取技术可以直接针对原物质而展开，也可以针对衍生物萃取提出，从而对检验工作进行管理和控制，保障化学反应不会对生态系统产生严重影响。例如甲醛衍生物普遍存在，通过固相微萃取将甲醛含量控制在规定范围内，就可以显著降低其对生态环境的不利影响。

2.3 生物样品检测

固相微萃取在生物样品检测中的应用主要体现在药物的生产过程当中，将药物生产所需要的原料转换为需要的形式，可以避免在反应阶段出现原料浪费的情况。实际上，生物眼皮同样需要萃取原料，利用析出反应的原理提取原料中的某种物质，避免在反应中出现其它物质的生成。总体来看，药品生产环节所使用的原料复雜，固相微萃取技术在应用前也需要目标明确，确定反应所适合的环境，防止在反应期间因为环境不适合所导致的杂质情况。对于这一类差异性的影响，需要考虑不同阶段化合物对于温度的差异性需求，在适当的时期进行升温处理，将温度控制在合理范围内，对于萃取环境的控制具有显著作用。

2.4 农药检测

固相微萃取在农药检测方面的应用主要体现在对食物的农药残留检测，包括杀虫剂等各类有机物在内的农药均可以被检测出，对于不同类型的有机物还能提供多样化的检测方式。例如氨基甲酸内农药的检测难度较大，且缺少热稳定性与挥发性，直接检测中，样品含量偏低的情况普遍存在，且分离难度不断加大。对于食品化学成分的分析需要利用固相微萃取来提升分离的效率与灵敏度。在监测过程中，需要考虑到分离检测技术与复杂机制当中的痕量成分对于准确度的要求，尤其是农药成分和现代色谱分离对于灵敏度的影响。因此，固相微萃取的技术研究可以实现多样品的同时高通量分析，技术优势显而易见。

3 结 语

固相微萃取作为现代分离测定的重要手段，其萃取度、灵敏性的优势让其成为了分离和定项方面的首选技术，被利用到化学成分检测分析的多个方面。在未来的研究工作当中，还可以推动在其它行业的检测分析技术提升，为相关领域的研究提供参考和借鉴，并进行技术保障。

参考文献

[1]刘瑞华，李 旭.环境化学分析中固相微萃取技术的应用[J].化学工程与装备，2016（7）：240.

[2]李文超，王永花，孙 成，等.分子印迹技术与固相微萃取技术联用的研究进展[J].环境化学，2011，30（9）：1663～1671.

[3]王晓乐，王 凯，贾金平，等.基于固相微萃取技术的GC-MS法快速检测地沟油[J].分析试验室，2014（2）：153～157.

收稿日期：2018-9-12