糞便和尿液樣品

糞便是含有固體物質的多相混合物，目前已經有多種從糞便中分離 SCFAs 的前處理方法，如蒸餾、離心、超濾和萃取。

2.2.1.1

糞便樣品使用蒸餾有許多缺點，如需要大量樣品，且由於短 鏈脂肪酸在中性或鹼性溶液中，會有解離及鹽化現象，所以在蒸 餾時，必須加入高濃度硫酸酸化樣品，使 SCFAs 呈現非游離態，

才得以被蒸餾來。蒸餾法的缺點為加入之濃硫酸因分解有機酸而 還原成 SO₂，SO₂ 又會溶於蒸餾液中形成亞硫酸而造成後續中和 滴定分析的嚴重誤差(洪, 2004)。另外，若樣品中含有乙醯基化合 物，會分解成乙酸而導致分析值過高。因此現已很少使用蒸餾法。

2.2.1.2

將採集的糞便加適當蒸餾水經超音波震盪後進行高速離心分 離固液兩相。然而離心所得的上清液體中含較多其他類型的有機 酸、糖及胺類等水溶性物質。

2.2.1.3

超濾法是對樣品施加壓力，促使分子量相對較小的物質通過 濾膜而達到分離的一種膜分離技術。超濾法的缺點是部分有機酸 會吸附在濾膜上造成定量不準確，而含量低的樣品不易被檢測 出。Chen 等(1989)使用 Millipore 超濾離心管，配備截止(cut off) 分子量為 3000 Da 之濾膜，樣品在 15000 r/min 下離心過濾 60 min，濾液用 6 M 硫酸酸化後採用 HPLC 法以測定糞便中的 SCFAs 含量。

2.2.1.4 萃取法

乙醚、石油醚、乙酸乙酯和二氯甲烷等為常用萃取溶劑。含 固體樣品如糞便在萃取前要配成懸浮液，並加酸促使脂肪酸更易 被有機溶劑萃取。萃取後一般通過揮發溶劑來濃縮樣品，但由於 SCFAs 的揮發性強容易隨著有機溶劑一起揮發，因此液-液萃取法 雖然操作相對簡單，但回收率偏低且萃取過程中必須使用大量有 機溶劑，不符合環保要求。

測定糞水和尿液中的 SCFAs 常使用液-固萃取法，並配合使 用陽離子交換管柱去除干擾測定的陽離子，如 Dowex 50 W-X8 去 除鎂離子和鈣離子等，以及由陰離子交換管柱去除干擾測定的陰 離子如碳酸根、磷酸根和尿酸等。固相萃取法具操作簡單、使用

較少有機溶劑等優點，且干擾物較液-液萃取法少，可提高分析物 濃度及回收率，但對於較複雜或具固態懸浮物的樣品則不適用，

因固體雜質會阻塞固相萃取管柱或造成吸附劑孔隙堵塞，而影響 分析結果。

固相微萃取(Solid Phase Microextraction， SPME)是由加拿大 Pawliszyn 實驗室所提出的新型無溶劑萃取技術（Arhtur et al.,

1990），其主要特點是整合樣品採樣、萃取、濃縮及導入分析物於

一個單一步驟中，具有萃取時間短、設備操作簡單、不需使用有 機溶劑、高靈敏度及再現性佳等優點（談等, 2005）。固相微萃取 法的裝置(圖 2.3)主要分為兩部份，一為固定器（holder），另一為 塗覆高分子聚合吸附物質的熔矽纖維（fused silica fiber）。前者功 用是固定及保護纖維，而後者則是進行固相微萃取的主要部份 (Zhang et al., 1994)。當塗覆上一層靜相材質(stationary phase)之熔 融矽纖維插入樣品基質或上部空間(head space)時，分析物便會在 樣品基質和靜相之間進行分配(partition)萃取，達平衡或固定時間 的吸附後，將纖維從樣品中收起，插入氣相層析儀的注射埠，或 者液相層析儀的溶劑脫附槽，以熱脫附或溶劑脫附使分析物進入 儀器分析。影響樣品的吸附條件有熔融矽纖維上塗膜的類型、樣 品基質的 pH、分析物形態和分配時間等。熔融矽纖維可依分析物 的特性，塗覆不同性質之高分子聚合物，以達較佳之萃取效果。

圖 2.3 固相微萃取裝置

Figure 2.3 The Solid-Phase Microextraction Apparatus

塗 覆 物 的 類 型 市 售 常 見 有 聚 乙 二 醇 (polyethylene glycol, Carbowax, CW) ； 聚 二 甲 基 矽 氧 烷 類 (polydimethylsiloxane, PDMS)、聚丙烯酸酯類(polyacrylate, PA)、碳分子篩(Carboxen, CAR) 二 乙 烯 苯 (divinylbenzene, DVB) 以 及 複 合 塗 覆 物 如 CW/CAR /PDMS 等。不同性質的樣品需選用不同類型的塗覆物，

SCFAs 具有極性，應選擇相對較高極性的塗覆物如 PDMS-CAR (Ábalos et al., 2000)。pH 值以及分配時間的選擇要根據塗覆物的 類型進行優化，例如：游離的 SCFAs 在中性 pH 條件下以離子形 式存在，其在水中的溶解度要大於在纖維上 PA 塗層，反之，在 低 pH 條件下脂肪酸以中性分子形式存在，則利於 PA 塗層萃取。

另外，樣品溶液以氯化鈉飽和可降低中性脂肪酸分子的溶解度，

從而增加氣相轉移率(Pan et al., 1995)。 然而在低 pH 值和飽和鹽 溶液中，PA 塗層對 5C–10C 的脂肪酸有良好的親和性，但卻不能 直接萃取極性更大的 2C–4C 的脂肪酸。要注意的是：當 pH<1 時，

PA 塗層會裂解。分析 SCFAs 時往往還需經衍生化以增加 SCFAs 在塗層/水溶液或塗層/氣相間的分配係數，改善 SPME 的效率，

提高方法的靈敏度。