固相微萃取（Solid－Phase Microextraction，简写为SPME）是⽬前较为常⽤的⾹⽓⾹味提取技术，具有简单，快速，集采样、萃取、浓缩、进样与⼀体的特点。1990年由加拿⼤Waterloo⼤学的Arhturhe和Pawliszyn⾸创，1993年由美国Supelco公司推出商品化固相微萃取装置，1994年获美国匹兹堡分析仪器会议⼤奖。 内容提要：
⼀、固相微萃取 (SPME)基本原理
⼆、固相微萃取(SPME)操作⽅法
三、固相微萃取(SPME)特点
空调温度控制器四、固相微萃取(SPME)应⽤范围
五、固相微萃取(SPME)操作条件选择
六、固相微萃取(SPME)操作注意事项
七、固相微萃取(SPME)定量⽅法
⼋、固相微萃取(SPME)⼲扰物
九、固相微萃取(SPME)应⽤实例
⼀
固相微萃取 (SPME)基本原理
固相微萃取主要针对有机物进⾏分析，根据有机物与溶剂之间“相似者相溶”的原则，利⽤⽯英纤维表⾯的⾊谱固定相对分析组分的吸附作⽤，将组分从试样基质中萃取出来，并逐渐富集，完成试样前处理过程。在进样过程中，利⽤⽓相⾊谱进样器的⾼温将吸附的组分从固定相中解吸下来，由GC/GCMS来进⾏分析。 ⼆
固相微萃取(SPME)操作⽅法
有⼿动和全⾃动两种⽅式，下⾯以⼿动操作为例。
高频整流器
1、样品萃取
①将SPME针管穿透样品瓶隔垫，插⼊瓶中。
②推⼿柄杆使纤维头伸出针管，纤维头可以浸⼊⽔溶液中（浸⼊⽅式）或置于样品上部空间（顶空⽅式），萃取时间⼤约2-30分钟。
③缩回纤维头，然后将针管退出样品瓶
2、GC/GCMS分析
①将SPME针管插⼊GC/GCMS仪进样⼝。
②推⼿柄杆，伸出纤维头，热脱附样品进⾊谱柱。
③缩回纤维头，移去针管。
3、全⾃动固相微萃取(SPME)，⾃动提取和进样解析：
三
固相微萃取(SPME)特点
简单，快速，集采样、萃取、浓缩、进样与⼀体。⼀般不需要有机溶剂。⼀般⾹⽓⾹味组分（挥发性特强的部分除外）提取⽐静态顶空的灵敏度⾼好多倍或能够提取出来。适⽤于⼏乎各种复杂基质体系
中的挥发性⾹⽓⾹味物质的测定。⾼萃取率。较好的重复性（⼀定的严格条件下）。
⾹⽓⾹味组分的响应⼤⼩和回收率取决于待萃取材料的状态、⾹⽓⾹味的极性和沸点、萃取时间、温度、样品基质等。绝对量测定较难些。复杂混合物的定量较难。对于单⼀或少数组分定量尚可以。
四
固相微萃取(SPME)应⽤范围
样品⽐较和筛选，挥发性和半挥发性的测定等。各种复杂基质体系中的市场样品中⾹⽓⾹味化合物的鉴定测定。例如含蛋⽩质、植物油、动物油脂、蜡质、⾹波、沐浴露、洗⾐粉或液、肥皂、各种⾷品材料、⽛膏、⼝⾹糖、⾹⾟料、植物或植物提取物、烟叶、⽔果制品等样品。
也包括含油脂、蛋⽩质、糖⽔化合物的⾹精样品，特别是含油脂的咸味⾹精样品，以及含丙⼆醇，⽢油等的⽔质⾹精样品的提取，主要是补充测定其它⽅法未测定到的⼀些含量极⼩的⾹精成分，例如某些痕量硫化物。但可能不是很适应含沸点很低的⼤量溶剂的样品。
五
固相微萃取(SPME)操作条件选择
固相微萃取(SPME)吸附效率的影响因素主要包括萃取头涂层（固定相）、萃取时间、萃取温度、加盐量和解析时间等。
1、萃取头的种类及膜厚和长度
选⽤何种固定相应当综合考虑分析组分在各相中的分配系数、极性与沸点，根据“相似者相溶”的原则，选取最适合分析组分的固定相。常⽤的固定相有⾮极性PDMS(聚⼆甲基硅氧烷)，极性PA(聚丙烯酸酯)，CW(聚⼄⼆醇)/DVB⼆⼄烯基苯等。
因为⾹⽓⾹味化合物既有极性化合物，也有弱极性或⾮极性化合物，所以⼀般最好选⽤极性和⾮极性的固定相相结合来满⾜不同极性化合物的提取要求，例如PDMS/DVB，DVB/CAR/PDMS。yig滤波器
⼀般萃取头的长度为1 -2cm，膜的厚度通常在10～100 µm之间，⼩分⼦或挥发性物质常⽤厚膜，⼤分⼦或半挥发性物质常⽤薄膜，综合考虑试样的挥发性还可选择中等厚度。长度2cm的萃取头的灵敏度⽐1cm的⾼。
2、萃取时间及溶液的搅拌速度
萃取时间即萃取达到平衡所需的时间由待分析物的分配系数、物质的扩散速率、样品基质、样品体积、萃取头膜厚等因素决定。⼀般萃取过程均在刚开始时吸附量迅速增加，出现⼀转折点后上升就很
缓慢。
ELSTEIN辐射器因此，可根据实际操作⽬的对灵敏度的需求不同，适当缩短萃取时间。通过实验，⼀般对于⾹⽓⾹味成分提取时间⼤致40-60分钟左右。
磁⼒搅拌或振荡器可促使样品均匀，尽快达到平衡，⼀般能明显提⾼萃取效率，且转速越⾼，达到平衡的速度也越快，但不能过快。所以⼀般采⽤磁⼒搅拌或振荡器来加快样品提取速度。
3、萃取温度
加热样品可以加速试样分⼦运动的速度，能使样品中的分析组分尽快从试样中释放出来，增加蒸汽压，提⾼灵敏度，对于顶空分析尤为重要。但过⾼的温度会降低萃取头固定相对组分的吸附能⼒。选择⼀个合适的温度⾮常重要
升⾼温度有利于⾹⽓⾹味物质在的扩散并缩短平衡时间，但同时也会使萃取头对⾹⽓成分的吸附量减少，影响SPME 的灵敏度。另外温度太⾼可能会使样品中⾹⽓⾹味物质发⽣化学变化，例如分解或转化等反应，对得到真实的样品⾹⽓⾹味风貌影响。
⼀般对于⾹⽓⾹味成分提取采⽤室温到60度左右不等。对于某些易变化不稳定的样品材料，例如新鲜⽔果蔬菜花朵等，可以在室温或低温下提取。对于挥发性差的⾹⽓⾹味组分可以通过提取温度例如40-
60度，个别样品甚⾄80度，但温度过⾼，⽔质样品中的⽔蒸⽓⽐例增加，进⼊萃取头或在表⾯形成⽔膜⽽影响萃取和GCMS分析。
4、加盐量
向液体试样中加⼊少量⽆机盐氯化钠、硫酸钠等⽆机盐可增强离⼦强度，降低极性有机物在⽔中的溶解度即起到盐析作⽤，能使更多的挥发性物质挥发⾄溶液的顶空（或直接液体插⼊法下进⼊萃取头），使萃取头能吸附更多的分析组分，提⾼⾹⽓⾹味物质的响应值。
⼀般情况下可有效提⾼萃取效率，但并不⼀定适⽤于任何组分。因为同时盐（NaCl）的加⼊会影响基质粘度，降低分析物的扩散速度，产⽣盐的负效应，有些⾹⽓⾹味组分的响应值可能有所下降。
加盐量的多少多不同⾹⽓⾹味组分的影响会有所不同，所以需要对NaCl 加⼊量进⾏优化，以得到多数⾹⽓⾹味组分能较好的响应值。⼀般⾹⽓⾹味液体样品加⼊2-3%左右量的盐。
5、解析时间和解析温度
⼀般情况下1-3分钟，最长10分钟，绝对多数⾹⽓⾹味组分会解析出来，可以根据实验来确定解析时间。也可以把萃取头留在进样⼝（或⽼化器）来⽼化，以便下⼀个样品马上可以使⽤。对于⾹⽓⽓味样品，解析温度⼀般在250度左右。
6 、加样量和顶空容器⼤⼩
增加样品量可以增加⾹⽓⾹味组分在顶空瓶上部的分量，等过多会影响平衡。⼀般在20克顶空瓶中加⼊2-5克样品（包括固体样品加⽔的体积）。其它容器适当调整加⼊样品量。鲜花、新鲜植物、蔬菜、⽔果只能是放在密闭容器中，并尽量放多⼀些。
7 、其它因素
极性溶剂的含量，样品的粘度，pH值，衍⽣化等
极性溶剂的含量：例如⽩酒或某些⾹精⾥⾯含⼤量⼄醇（极性溶剂），会影响其它含量⼩的化合物进⼊萃取头，需要⽤⽔或盐⽔来稀释以减少影响。另外⼄醇峰可能太⼤也会影响别的组分的测定。再例如，⾹精中丙⼆醇也有相同情况。
样品的粘度：如果样品的粘度过⼤，也会影响⾹⽓⾹味组分的挥发出来。例如丙⼆醇作为溶剂的⾹精，要适当⽤⽔稀释。油脂基质的样品也会有类似的问题，需要注意。
改变pH值：例如添加⼤量酸味剂、酸性防腐剂的样品，可能会减少某些物质的提取。可以⽤NaHCO3来中和，提⾼中性化合物的提取效率。有时候加酸可能会增加某些酸性化合物的提取，加碱可能会提供某些碱性化合物的提取（游离出来）。另外pH值能改变分析组分与样品介质、固定相之间的分配系
数，对于改善试样中分析成分的吸附是有益的。
衍⽣化：衍⽣化反应可⽤于减⼩酚、脂肪酸等极性化合物的极性，提⾼挥发性，增强被固定相吸附的能⼒。不过⽤的不多。
六
固相微萃取(SPME)操作注意事项
①使⽤萃取头前必须充分予以⽼化处理，⽼化后尽量⽴即使⽤。萃取头易碎，操作应格外⼩⼼，严格按操作程序进⾏。
②使⽤固相微萃取(SPME)的专⽤细径衬管，例如0.75-1mm内径的衬管，不使⽤2mm内径的衬管。
下⾯是使⽤GC的标准2mm内径衬管（红⾊）和0.75mm内径细衬管的⾊谱图的对⽐，可以看出普通衬管的峰型很宽，也分不开，⽽细径衬管的峰型良好，尖锐，分离好。（注：但两种衬管后⾯的峰型影响要⼩些）
③柱箱温度从较低温度，例如40度开始，并适当保持⼀段时间后再升温，这样使⾹⽓⾹味样品组分在柱⼦前段适当富集，以利于出来较好的峰型。
④对于⾼浓度的极性溶剂适当⽤盐⽔稀释，例如⽩酒（含⼤量⼄醇）样品稀释5-10倍。
对于粘度⾼的样品，例如丙⼆醇为溶剂的⾹精也要稀释。
七
固相微萃取(SPME)定量⽅法
由于⾹精样品和⾹⽓⾹味样品⼀般都是复杂的混合物，含的化合物种类个数多，要想每个化合物都⼀⼀绝对量测定含量较难些，⽐较⿇烦，需要花较多时间。复杂混合物的定量较难。对于单⼀或少数组分定量尚可以。
由于固相微萃取属于⼀种动态平衡技术，因此定量需要对某些外部条件进⾏校正。
1、外标法
分析⾹⽓⾹味组分较少的样品或针对某⼀或某些组分（例如含量⼩的硫化物的测定)的样品可采⽤外标法，将标准加⾄和样品相同的基质中进⾏固相微萃取，制作校正曲线，试样通过查校正曲线上的点⽽定量。标样和样品的准备⽅法和测定条件要保持⼀致。
不过选⽤绝对相同的基质有时候可能⽐较难。例如植物油样品就选⽤相同的植物油做为标样溶剂来做曲线，酒样选⽤酒精⽔溶液作为标样溶剂来做曲线。
蜂盘2、标准添加法
有时候往往难以到和样品相同空⽩基质或不知道何种基质，外标法就不会使⽤。样品的基质⽐较复杂的样品⼀般使⽤标准添加法或内标法。使⽤标准添加法需注意，试样中的分析组分不⼀定能象加⼊的标准那样容易被提取，分析时要筛选条件保证分析组分的提取率。
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3、内标法
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