总汽化固相微萃取（TV-SPME）在将液体样品完全汽化的同时，使分析物吸附到SPME纤维上。这使得分析物仅在溶剂蒸气与SPME纤维涂层之间进行分配。
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方法文章
气相色谱-质谱联用结合完全汽化固相微萃取作为法医学工具
* These authors contributed equally
本文内容
摘要
摘要
气相色谱-质谱联用（GC-MS）是一种常用于分析多种法医学相关分析物的技术，包括管制药物、易燃液体和爆炸物。GC-MS 可与固相微萃取（SPME）联用，该方法将带有吸附涂层的纤维置于样品上方的顶空环境中，或浸入液体样品中。分析物被吸附到纤维上后，将纤维放入加热的 GC 进样口进行解吸。完全汽化固相微萃取（TV-SPME）采用与浸入式 SPME 相同的技术，但将纤维浸入完全汽化的样品提取物中。这种完全汽化过程仅在气相与 SPME 纤维之间形成分配，不受液相或任何不溶性物质的干扰。根据所用溶剂的沸点，TV-SPME 可支持较大的样品体积（例如，高达数百微升）。此外，TV-SPME 还可在纤维上进行衍生化反应。TV-SPME 已被用于分析毛发、尿液和唾液中的药物及其代谢物。这一简单技术还被应用于街头毒品、脂类、燃料样品、爆炸后残留物以及水体中的污染物分析。本文重点介绍 TV-SPME 在极小体积（微升级）酒精饮料样品中检测非法掺杂物的应用。在掺假饮料可能存在的浓度水平下，成功鉴定出γ-羟基丁酸（GHB）和γ-丁内酯（GBL）。通过三甲基硅烷化试剂进行衍生化，可将水相基质和 GHB 转化为其 TMS 衍生物。总体而言，TV-SPME 操作快速、简便，除将样品置入顶空瓶外，无需任何样品前处理步骤。
引言
固相微萃取（SPME）是一种采样技术，该技术将液体或固体样品置于顶空瓶中，然后将涂有聚合物材料的SPME纤维引入样品的顶空部分（或浸入液体样品中）。待测物被吸附到纤维上后，将纤维放入气相色谱进样口进行解吸1,2。完全汽化固相微萃取（TV-SPME）与浸入式SPME类似，但在待测物被吸附到纤维之前，先将液体样品完全汽化。这种方法使得待测物仅在溶剂蒸气与纤维涂层之间进行分配，从而可使更多的待测物吸附到纤维上，获得较高的灵敏度3。目前有多种SPME纤维可供选择，应根据目标待测物、溶剂/基质以及衍生化试剂来选择合适的纤维。有关已建立的TV-SPME待测物，请参见表1。
| 样品 | 分析物 | 推荐的固相微萃取纤维 | 参考文献 |
| 人发 | 尼古丁、可.... |
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方案
1. 通用 TV-SPME 样品制备与 GC-MS 分析
注意：如果样品已溶解在基质中，则跳至步骤 1.2。
- 用足够的溶剂（水、甲醇、丙酮等）提取或溶解固体样品，以达到所需浓度。液体样品可直接使用。
注意：所用固体样品的量取决于样品的目标浓度。建议浓度低于 1 ppm（w/v），以避免过载气相色谱柱。分析物应可溶于所选的有机溶剂。- 确保样品已完全溶解。
- 根据选定温度，使用公式 3 计算使样品完全汽化所需的体积。例如，若实验在 60 °C 下进行，则计算在 60 °C 下完全汽化溶剂所需的体积。
- 将该体积的样品转移至顶空瓶中，并拧紧瓶盖。在微升级别下转移液体样品的可接受方法包括：使用玻璃注射器手动转移、电子玻璃注射器，或具备液体转移功能的自动进样机器人用于样品制备。
- 若需对样品进行衍生化，可通过将约 1 mL 衍生化试剂加入顶空瓶中来配制适当的衍生化试剂。
- 根据所需的衍生化类型（烷基化、酰基化或硅烷化）选择合适的衍生化试剂。本例中，针对 GHB 分子上的羧酸和醇官能团，推荐使用的衍生化试剂为 O-双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺（BSTFA）。该衍生化试剂可直接使用，无需稀释。1 mL 衍生化试剂足以确保 SPME 纤维的完全饱和。
警告：衍生化试剂具有毒性，应在....
- 根据所需的衍生化类型（烷基化、酰基化或硅烷化）选择合适的衍生化试剂。本例中，针对 GHB 分子上的羧酸和醇官能团，推荐使用的衍生化试剂为 O-双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺（BSTFA）。该衍生化试剂可直接使用，无需稀释。1 mL 衍生化试剂足以确保 SPME 纤维的完全饱和。
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结果
进行了一项GBL体积研究，以比较TV-SPME与顶空和浸入式SPME的灵敏度。配制了水中100 ppmv的GBL样品，并分装至20 mL顶空小瓶中，体积分别为1、3、10、30、100、300、1000、3000和10,000 µL。样品的相体积比适用于TV-SPME（1–3 µL）、顶空SPME（10–3,000 µL）和浸入式SPME（10,000 µL）。所有样品均进行三份重复分析，将平均峰面积对样品体积作图。总体而言，适用于TV-SPME的样品体积在检测水中GBL时表现出比顶空或浸入式SPME更高的灵敏度，如图2所示。各方法色谱图的比较见图3。
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讨论
与液体进样气相色谱相比，TV-SPME 具有一些优势，例如可在无需改装仪器的情况下使用较大样品量（如 100 µL）。TV-SPME 还具备与顶空 SPME 相似的部分优点。顶空 SPME 无需进行任何萃取或过滤步骤，因为所有非挥发性化合物将保留在顶空瓶中，不会被吸附到萃取纤维上，从而获得洁净的样品。由于该方法为两相系统（顶空与纤维），而非标准顶空 SPME 的三相系统（样品、顶空和纤维），因此有助于消除基质效应。TV-SPME 与浸入式 SPME 相似之处在于，浸入式 SPME 同样属于两相系统。在浸入式 SPME 中，将纤维浸入含有待测物的液体（通常为水相）样品中，而非从其蒸气中萃取待测物。TV-SPME 与浸入式 SPME 的不同之处在于，浸入式 SPME 需要极性/水相基质，以提供足够的驱动力使待测物从溶液相中脱离并吸附至纤维涂层上。此外，浸入式 SPME 需要更大的样品体积（例如 mL 级别）。
TV-SPME 可使用多种溶剂，包括甲醇、丙酮、水和乙腈。SPME 萃取纤维不应接触或浸入氯仿中，因为这些溶剂可能损坏纤维涂层。已发现 20 mL 螺口玻璃顶空小瓶在 TV-SP.......
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披露
作者无任何利益冲突需要披露。
致谢
本研究由美国司法科学研究所资助（项目编号：2015-DN-BX-K058 ＆ 2018-75-CX-0035）。文中表达的观点、研究成果和结论均为作者个人观点，并不一定反映资助机构的立场。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 10 µL 注射器 | Gerstel | 100111-014-00 | |
| BSTFA + 1% TMCS (10 x 1 GM) | Regis Technologies Inc. | 50442882 | |
| eVol XR 样品分配系统套件 | ThermoFisher Scientific | 66002-024 | |
 -丁内酯 (GBL) | Sigma-Aldrich | B103608-26G | |
| -羟基丁酸 (GHB) | Cayman Chemicals | 9002506 | |
| 顶空用螺纹瓶，18 mm | Restek | 23083 | |
| 磁性螺纹盖，18 mm | Restek | 23091 | |
| 用于高效液相色谱的 Optima 水 | Fisher Chemical | W71 | |
| 固相微萃取纤维组件 聚二甲基硅氧烷 (PDMS) | Supelco | 57341-U | |
| 固相微萃取纤维组件 聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯 (PDMS/DVB) | Supelco | 57293-U | |
| Topaz 2.0 mm 内径直型进样衬管 | Restek | 23313 |
参考文献
- Pawliszyn, J. B. Method and Device for Solid Phase Microextraction and Desorption. United States patent. , (2005).
- Pawliszyn, J. Solid phase microextraction: theory and practice. , John Wiley & Sons. (1997).
- Rainey, C. L., Bors, D. E., Goodpaster, J. V. Design and optimiz....
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重印与许可
