中药分析样品前处理技术（一）

样品前处理对于药品分析的成功起着至关重要的作用，近年来科学技术的不断发展也使一些实用、高效、环保、新型的技术开始广泛应用于药物分析领域，本文将侧重介绍中药分析中样品前处理的新技术。

传统的中药提取方法主要有蒸馏法和溶剂萃取法。蒸馏法包括常压蒸馏、分馏、水蒸气蒸馏、真空蒸馏、抽提蒸馏等。水蒸气蒸馏法又可分为共水蒸馏法、通水蒸气蒸馏法、水上蒸馏法等。溶剂萃取法是较为有效、应用广泛的经典方法之一，在中药分析中几乎半数的样品前处理使用溶剂萃取法。根据基质的不同，溶剂萃取可分为液固萃取、液液萃取和液气萃取（溶液吸收）。

传统的提取分离技术还有沉淀法、过滤法、离心法、升华法、盐析法、透析法和结晶法等。这些方法在中药分析样品前处理中也有着较为广泛的应用，但各有一定应用局限性。

超临界流体萃取（SFE）技术

超临界流体萃取技术，是指将在临界温度和临界压力以上，且接近临界点状态下的流体作为萃取溶剂，利用其兼有液体和气体的双重性质，在临界点附近某区域（超临界区）内与待分离混合物中的溶质具有异常相平衡行为和传递性能，且对溶质的溶解能力随压力和温度的改变而在相当宽的范围内变动，通过控制温度和压力进行选择性提取。

SFE具有传质速度快、渗透能力强、溶解萃取效率高、提取温度低、可室温下操作而更利于热敏性成分的提取、无溶剂残留、无污染、操作方便、快速、低廉的优点。可作为超临界流体的物质有CO2、水、乙烷、NO2等，其中CO2临界温度接近室温（3113℃），临界压力较低（7137 MPa），而且无色、无味、无毒、不易燃烧、性质稳定、低廉易得，故应用最为普遍。利用超临界CO2 提取技术，取代传统蒸馏法和溶剂法提取中药挥发油有效成分，并结合超临界色谱-质谱联用、超临界色谱-红外谱联用等分离鉴定技术进行分析，已成为中药领域研究中的热点。但超临界CO2 极性很小，只适合挥发油、小分子萜类、部分生物碱的提取，对极性大的物质提取应用受到一定限制，研究通过添加夹带剂如甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、水等增加压力，可改善流体溶解性质，对中药的生物碱、黄酮类、皂甙类等非挥发性有效成分的提取应用也日趋普遍。

超声波提取（USE）技术

超声波提取技术，是指以超声波辐射压强产生的骚动效应、空化效应和热效应，引起机械搅拌、加速扩散溶解的一种提取方法。它能够更有效地提高提取效率，瞬间稳定升高温度，对热不稳定成分影响较小。

超声波是指频率为20kHz~50MHz左右的电磁波，它是一种机械波，需要能量载体——介质进行传播。超声波在传递过程中存在正负压强交变周期，在正相位时，对介质分子产生挤压，增加介质原来的密度；负相位时，介质分子稀疏、离散，介质密度减小。也就是说，超声波并不能使样品内的分子产生极化，而是在溶剂和样品之间产生声波空化作用，导致溶液内气泡的形成、增长和爆破压缩，从而使固体样品分散，增大样品与萃取溶剂之间的接触面积，提高目标物从固相转移到液相的传质速率。

中药材中的有效成分在超声波场作用下，不但作为介质质点获得自身的巨大加速度和动能，而且通过“空化效应”获得强大的外力冲击，所以能高效率并充分分离出来。

超声波萃取法具有如下优点：在常温下超声波强化萃取，不破坏中药材中某些具有热不稳定、易水解或氧化特性的药效成分；常压萃取，安全性好，操作简单易行，设备简便；萃取效率高。超声波强化萃取10~30min即可获最佳提取率；适用性广，绝大多数的中药样品均可超声萃取；超声波萃取与溶剂和目标萃取物的性质（如极性）关系不大。因此，可供选择的萃取溶剂种类多、目标萃取物范围广泛。

固相萃取和固相微萃取

固相萃取（SPE）是由液固萃取和柱层析技术结合发展而来，主要用于样品的分离、纯化和浓缩，与传统的液液萃取法相比较，可提高分析物的回收率，更有效地将分析物与干扰组分分离。

固相萃取是一个包括液相和固相的物理萃取过程。在此过程中，固相对分析物的吸附力大于样品母液，当样品通过固相萃取柱时，分析物被吸附在固体表面，其他组分则随样品母液通过柱子，最后用适当的溶剂将分析物洗脱下来。

固相微萃取（SPME）是在固相萃取基础上发展的样品前处理技术，无需有机溶剂，操作也很简便。该技术使用的是一支携带方便的萃取器（如图1所示），适于室内使用和野外的现场取样分析，也易于进行自动操作。这对样品数量多、操作周期短的常规分析极为重要，不仅省时省力，而且对提高方法的准确度和重现性有重要意义。该技术在一个简单过程中同时完成了取样、萃取和富集，是对液体样品中痕量有机污染物进行萃取的理想方法。

SPME有两种萃取方式，一种是将萃取纤维直接暴露在样品中的直接萃取法，适于分析气体样品中的有机化合物。另一种是将纤维暴露于样品顶空中的顶空萃取法，适于固体样品中挥发、半挥发性有机化合物的分析。

图1.  固相微萃取器示意图。

图2.  基于悬挂液滴的液相微萃取示意图。

图3.  基于中空纤维的液相微萃取示意图。

SPME萃取待测物后可与气相色谱、液相色谱联用进行分离，可使用各种检测器，方法的最低检测限可达ng甚至pg水平。

固相萃取的另一种技术是1989年美国Louisiana州立大学Barker教授提出并给予理论解释的基体分散固相萃取（MSPD）法。其原理是将涂渍有C18等多种聚合物的担体固相萃取材料与样品一起研磨，得到半干状态的混合物并将其作为填料装柱，然后用不同的溶剂淋洗柱子，将各种待测物洗脱下来。其优点是浓缩了传统样品前处理中的样品匀化、组织细胞裂解、提取、净化等过程，不需要进行组织匀浆、沉淀、离心、pH调节和样品转移等操作步骤，避免了样品的损失。MSPD是一种简单、高效、实际的提取净化方法，适用于中药中农药残留的提取净化，可提高分析速度、减少试剂用量，适于自动化分析。