固相微萃取系統(tǒng)技術(shù)(是20世紀(jì)90年代興起的一項(xiàng)新穎的樣品前處理與富集技術(shù)，它先由加拿大Waterloo大學(xué)的Pawliszyn教授的研究小組于1989年*進(jìn)行開發(fā)研究，屬于非溶劑型選擇性萃取法。
該技術(shù)是在固相萃取技術(shù)上發(fā)展起來的一種微萃取分離技術(shù)，是一種集采樣，萃取，濃縮和進(jìn)樣于一體的無溶劑樣品微萃取新技術(shù)。
與固相萃取技術(shù)相比，固相微萃取操作更簡單，攜帶更方便，操作費(fèi)用也更加低廉;另外克服了固相萃取回收率低、吸附劑孔道易堵塞的缺點(diǎn)。因此成為目前所采用的樣品前處理技術(shù)中應(yīng)用為廣泛的方法之一。
固相微萃取系統(tǒng)有三種基本的萃取模式:直接萃取(Direct Extraction SPME)、頂空萃取(Headspace SPME)和膜保護(hù)萃取(membrane-protected SPME)。
1、直接萃取
直接萃取方法中，涂有萃取固定相的石英纖維被直接插入到樣品基質(zhì)中，目標(biāo)組分直接從樣品基質(zhì)中轉(zhuǎn)移到萃取固定相中。
在實(shí)驗(yàn)室操作過程中，常用攪拌方法來加速分析組分從樣品基質(zhì)中擴(kuò)散到萃取固定相的邊緣。對于氣體樣品而言，氣體的自然對流已經(jīng)足以加速分析組分在兩相之間的平衡。
但是對于水樣品來說，組分在水中的擴(kuò)散速度要比氣體中低3-4個(gè)數(shù)量級，因此須要有效的混勻技術(shù)來實(shí)現(xiàn)樣品中組分的快速擴(kuò)散。比較常用的混勻技術(shù)有:加快樣品流速、晃動萃取纖維頭或樣品容器、轉(zhuǎn)子攪拌及超聲。
這些混勻技術(shù)一方面加速組分在大體積樣品基質(zhì)中的擴(kuò)散速度，另一方面減小了萃取固定相外壁形成的一層液膜保護(hù)鞘而導(dǎo)致的所謂"損耗區(qū)域"效應(yīng)。
2、頂空萃取
在頂空萃取模式中，萃取過程可以分為兩個(gè)步驟:1、被分析組分從液相中先擴(kuò)散穿透到氣相中;2、被分析組分從氣相轉(zhuǎn)移到萃取固定相中。
這種改型可以避免萃取固定相受到某些樣品基質(zhì) (比如人體分泌物或尿液)中高分子物質(zhì)和不揮發(fā)性物質(zhì)的污染。
在該萃取過程中，步驟2的萃取速度總體上遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于步驟1的擴(kuò)散速度，所以步驟1成為萃取的控制步驟。因此揮發(fā)性組分比半揮發(fā)性組分有著快得多的萃取速度。實(shí)際上對于揮發(fā)性組分而言，在相同的樣品混勻條件下，頂空萃取的平衡時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于直接萃取平衡時(shí)間。
3、膜保護(hù)萃取
膜保護(hù)的主要目的是為了在分析很臟的樣品時(shí)保護(hù)萃取固定相避免受到損傷，與頂空萃取SPME相比，該方法對難揮發(fā)性物質(zhì)組分的萃取富集更為有利。另外，由特殊材料制成的保護(hù)膜對萃取過程提供了一定的選擇性。
