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隨著人們對綠色環(huán)保的重視，新的萃取技術追求小型化、無溶劑、簡便，包括固相微萃?。?/span>SPME）和動態(tài)捕集針技術（Needle trap，NT）。分析痕量揮發(fā)性有機物，該這如何選擇合適的前處理技術呢？我們先來分別了解一下這兩種技術。

固相微萃取SPME

固相微萃取(Solid Phase micro extraction,SPME)原理: 通過纖維頭上的涂層，直接浸入式或頂空式萃取待測物，依賴于涂層和樣品之間的分配平衡，SPME纖維頭插入GC進樣口熱解析后，分析物導入GC。

圖1：固相微萃取SPME

公式（1）：

Kfs：目標物在樣品中的分配系數

Vf：涂層體積

Vs：樣品體積

C0：樣品的初始濃度

固相微萃取的特點：

1. 平衡萃取，靈敏度受樣品與涂層之間的分配系數（Kfs）影響，；

2. 萃取量與樣品體積無關，適用于野外采樣；

3. 被動吸附，對于濃度非常低的樣品，采樣時間過長；

4. 僅能萃取游離化合物；

5. 多數用于實驗室分析或借助便攜式GC-MS現場分析。

動態(tài)捕集針 Needle trap

動態(tài)針捕集 (Needle Trap,NT)原理：把固體吸附劑裝填在一根22號或23號規(guī)格的針內，通過注射器或采樣器與針相連進行主動吸附氣態(tài)樣品，樣品流連續(xù)地從針內穿過，目標物被針內的吸附劑所富集，由于NT針的規(guī)格與氣相色譜進樣針相似，可以直接將NT針插入GC進樣口熱解析，分析物導入GC分析。

圖2：動態(tài)捕集針Needle Trap

公式（2）：

Vs：樣品體積

C0：樣品的初始濃度

動態(tài)針捕集的特點：

1. 靈敏度不受Kfs分配系數影響；

2. 萃取量與樣品體積有關，可通過增加樣品體積而提高靈敏度；

3. 主動吸附，特別適用于濃度非常低的樣品，如植物源、昆蟲中的揮發(fā)性有機物，可通過調節(jié)采樣速率縮短采樣時間，僅需少量樣品即可實現高靈敏度；

4. 可萃取游離和與顆粒結合的化合物，如煙霧顆粒中的丙烯菊酯；

5. 兼容實驗室分析和現場采樣&分析。

Needle Trap VS SPME    

為了讓大家更直觀的了解Needle Trap和SPME的差別，幫助您選擇出適合的前處理技術，我們特整理了下面這張對比表。

表1：SPME vs Needle Trap對比

總結

與固相微萃取相比，Needle trap動態(tài)捕集針的區(qū)別在于，它分析揮發(fā)性較強的物質，可以通過增加樣品體積提高靈敏度。同時簡化了校準方法，允許富集顆粒結合的化合物，意味著可萃取氣溶膠中的揮發(fā)性有機物。

Needle trap和SPME，具有一定互補性

采用SPME和Needle trap技術對大蒜油[1]、薄荷[2]、老鷹茶[3]等風味物質進行分析鑒定，動態(tài)針捕集技術能萃取到更多香氣成分，在富集揮發(fā)性香氣物質用于鑒定分析方面表現更強的完整性，和固相微萃取技術有一定的互補性，特別適用于非靶向研究或復雜基質的研究。

關于Needle trap技術

Needle trap技術提供更全面的檢測結果

蚊香[4]樣品使用固相微萃取（SPME）和動態(tài)針捕集（Needle trap）技術想結合來簡單快速地測定游離和顆粒結合的化合物。下圖結果表明，SPME對極易揮發(fā)的物質，由于Kfs值低，所以萃取效果不是很好，半揮發(fā)性物質因為揮發(fā)性弱，也不容易被萃取，對位于色譜圖中間的揮發(fā)性有機物具有較高的萃取效率。NTD由于萃取相體積較大，對更易揮發(fā)的化合物的萃取率較高，而對顆粒結合的丙烯酸酯有更高的提取效率。

Needle trap技術可復合多種吸附劑涵蓋更廣的吸附范圍

Needle trap技術可以復合多種不同的吸附劑填充在動態(tài)捕集針內，從而實現寬沸點范圍（30-250℃）和更寬習性范圍的化合物。常見的組合為Tenax TA(弱吸附劑)&Carbopack X或Carboxen1016（中等吸附劑）&Carboxen1000(強吸附劑)，對整個沸點范圍內的揮發(fā)物有更好的萃取效果。

Needle trap應用范圍

NTDs被廣泛用于不同類型樣品，在固體和液體樣品中提取揮發(fā)性和半揮發(fā)性化合物氣態(tài)化合物的應用，包括呼吸氣、香氣（植物，食品）、環(huán)境（水，土壤，空氣等）和生物（尿液，血液等）等基質，表2[5]列出各種吸附劑類型用于不同基質的分析。

表2：Needle Trap應用舉例

Needle trap（NT）動態(tài)針捕集技術

Sampling Case 動態(tài)針捕集采樣器

Needle trap（NT）動態(tài)針捕集技術是一種新型的揮發(fā)性有機物（VOCs）的前處理手段，小型化的針捕集形式，是萃取氣態(tài)混合物全新的選擇。

參考文獻：

[1] 乙醇浸提大蒜油工藝的研究及ＧＣ－ＭＳ呈香成分分析[J],中國調味品, 2017,４２(２):19-23;

[2] Needle trap－GC－MS 法分析云南不同產地薄荷的揮發(fā)性成分[J],云南大學學報,2015,37(2):265- 271;

[3] 老鷹茶游離和鍵合態(tài)揮發(fā)性成分的分析[J], 食品與發(fā)酵工業(yè),2019 , 45 ( 3):254-259；

[4] Vadoud H. Niri, In-Yong Eom,Farhad Riazi Kermani,Janusz Pawliszyn;Sampling free and particle-bound chemicals using solid-phase microextraction and needle trap device simultaneously, J. Sep. Sci. 2009, 32, 1075 – 1080;

[5] Shakiba Zeinali, Janusz Pawliszyn ， Protocol for a needle-trap device coupled to GC for the analysis of volatile and semi-volatile compounds in solid and liquid samples,Green Analytical Chemistry 2，2022.