其核心是，样品前处理包括将原始样品转化为适合仪器分析的精炼形式所执行的所有步骤。这些方法范围广泛，从简单的过滤和稀释到复杂的多步提取和浓缩程序，旨在分离特定化合物。最终目标是去除干扰物，并以确保准确可靠测量的方式将目标分析物呈现给仪器。
世界上最精密的分析仪器也无法从准备不当的样品中产生良好数据。样品前处理并非一项初步的杂务；它是分析过程中最关键的步骤，直接决定了最终结果的质量、准确性和可靠性。
样品前处理的核心目标
在选择特定技术之前，了解样品前处理的必要性至关重要。每种方法都旨在实现以下四个基本目标中的一个或多个。
分离目标分析物
您的目标化合物，即分析物，通常只是复杂混合物中的一个组分。主要目标是将该分析物与原始样品基质中的所有其他物质（如蛋白质、脂质、盐或色素）分离。
去除干扰物质
样品基质包含许多可能干扰您分析的组分。这些干扰物可能会抑制仪器的信号，产生假阳性信号，甚至损坏敏感的仪器组分，如分析柱。良好的前处理方法可以消除这些物质。
浓缩分析物
在许多情况下，分析物的浓度过低，仪器无法可靠检测。固相萃取或溶剂蒸发等前处理技术用于将分析物浓度提高到可测量的水平。
确保仪器兼容性
最终制备好的样品必须处于与分析仪器兼容的溶剂或状态。例如，用于气相色谱（GC）的样品必须是挥发性的，而用于液相色谱（LC）的样品必须完全溶解在与流动相兼容的溶剂中。
常用技术概述
实验室使用各种技术，通常是组合使用，以实现上述目标。选择取决于样品类型、目标分析物和分析仪器。
固相萃取 (SPE)
SPE 是一种高度通用且广泛使用的样品净化和浓缩技术。它通过让液体样品通过一个填充柱（吸附剂）来工作，该吸附剂选择性地保留分析物或干扰物，从而使它们分离。它是环境、临床和制药实验室中的主力技术。
液液萃取 (LLE)
LLE 是一种经典方法，根据化合物在两种不混溶液体（通常是水和有机溶剂）中的溶解度差异进行分离。样品与两种溶剂混合，分析物分配到其溶解度更高的溶剂中，留下干扰物。
过滤
过滤是一种基本的物理分离过程，用于从液体或气体中去除固体颗粒。在实验室环境中，这通常通过注射器过滤器完成，以保护敏感仪器（如HPLC）免受堵塞。
离心
该技术利用离心力根据混合物组分的大小、密度和形状进行分离。它常用于沉淀细胞、沉淀DNA或在萃取步骤后分离不混溶的液体。
匀浆和裂解
当分析物存在于细胞或组织内部时，第一步是将其破碎。匀浆涉及机械破坏组织，而裂解是指细胞膜的破裂，通常使用化学洗涤剂或物理方法，如超声处理（高频声波）。
衍生化
有时，分析物不适合特定分析（例如，对于GC来说挥发性不足）。衍生化是一种化学反应，通过修饰分析物使其具有更有利的性质，例如增加挥发性或更容易检测的结构。
了解权衡
没有一种方法是适用于所有情况的完美选择。选择正确的方法涉及平衡几个关键因素。
速度与选择性
多步SPE等高选择性方法可提供异常干净的样品，但可能耗时且复杂。相比之下，简单的“稀释即测”方法速度非常快，但仅适用于干扰物和浓度不是主要问题的相对干净的样品。
成本和复杂性
简单的过滤成本低廉，所需培训最少。相反，自动化SPE系统代表着巨大的资本投资，需要更多的专业知识来开发和验证方法，尽管它们提供了更高的通量和重现性。
样品体积和分析物浓度
您拥有的样品量和分析物的预期浓度是关键因素。固相微萃取 (SPME) 等技术非常适用于小体积的痕量分析，而LLE通常更适合从较大样品体积中进行批量萃取。
分析物损失的风险
每个操作步骤——从转移液体到蒸发溶剂——都会带来损失部分目标分析物的风险。步骤越多、越复杂的程序，分析物损失的可能性越高，这可能会对最终定量的准确性和精密度产生负面影响。
为您的分析选择正确的方法
您选择的样品前处理方法应直接根据您的样品基质和分析目标来指导。
- 如果您的主要重点是分析复杂基质（血液、土壤、食物）：您需要一种具有强大净化能力的方法，固相萃取（SPE）是一个很好的起点。
- 如果您的主要重点是检测极低浓度：优先选择包含浓缩步骤的技术，例如SPE或萃取后的溶剂蒸发。
- 如果您的主要重点是快速处理相对干净的样品：简单的过滤后直接进样或“稀释即测”方案可能就足够了。
- 如果您的主要重点是通过气相色谱分析非挥发性化合物：您必须研究化学衍生化以使您的分析物适合仪器。
掌握样品前处理是生成可信数据的第一个也是最关键的步骤。
总结表：
| 方法 | 主要目标 | 常见应用 |
|---|---|---|
| 固相萃取 (SPE) | 净化与浓缩 | 环境、制药、临床 |
| 液液萃取 (LLE) | 按溶解度分离 | 批量样品萃取 |
| 过滤 | 去除颗粒物 | 保护HPLC，一般澄清 |
| 离心 | 按密度分离 | 沉淀细胞，分离液体 |
| 匀浆/裂解 | 释放细胞分析物 | 组织、细胞分析 |
| 衍生化 | 为仪器适用性进行修饰 | 非挥发性物质的GC分析 |
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