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提高譜圖檢索的匹配率

    譜庫檢索是GC/MS分析的一個重要手段。首要的問題是使獲得的質譜圖盡可能消除或減少各種人為影響譜圖變形的因素,如儀器的調諧正确以保持高、低質量範圍的正确響應;保持足夠的色譜峰強度;選擇合适的柱型,設置台适的實驗溫度,尤其是源溫,确定程序升溫速率和質譜的掃描速度,所有這一切是為了獲得一張正确的譜圖。與此同時,要盡可能使混合物各組分能得到充分、完善的分離。注意到這些因素就可以确保從沒有其他幹擾的色譜峰中獲得與标準譜圖相比拟的質譜圖,有利于檢索時獲得高的匹配率。
    盡管如此,在一個複雜體系的GC/MS分析中不可避免會出現峰的彼此間十擾,乃至重疊。這是田為在常規60min的毛細管分析時間内以10s峰寬計算,理論上可以允許有良好分辨的色譜峰360個。對于一個并不複雜性的體系來說,GC的分離能力足以将被分析物一一分離,并通過本底扣除獲得良好的質譜圖,供譜庫檢索用。但是有不少領域中往往遇到的足一個很複雜的多元體系(如石油産品、煤焦油餾分、環境污染物、香料物質等),這些被分析的混合物中少則含有100多個組分,多則達數百個,且不是均勻分布在總離子流圖上,這是導緻不完全分離的一個原因;另一個原因是許多難以分離的化合物主要集中在異構體上,包括位置異構、幾何異構、立體異構、光學異構等,它們之問往往由于結構上極其相似而在保留時間上很接近;第三個原因是有機化合物是如此之多,就1991年統計登錄的有機化合物超過1000萬種,即使從30-400℃,以每分鐘1℃的升溫速率,以10s為一個窗口,也最多容納2000左右的窗口,顯然,會有許多化合物的保留時間落在同一個窗口内;當然,最後一個因素是色譜柱的柱效。現以一例說明:煤煉焦過程中獲得粗苯(180℃以下餾分),該樣品出峰的保留時間跨度為60min,約有170多個色潛峰。圖2-29 (1)是掃描時可28.92-33.15min的TIC圖,保留時間為29.34min的B峰從峰形和峰寬上看是一個術分離的兩個峰,實際從它的質譜圖上也證明了選一點。在圖2-29 (2)的B峰(選用作讨論的峰,下同)TIC圖上,左邊的1峰為分子質量132u的化台物,這是扣除本底的方法得到匹配率大于90的二甲基代苯乙烯的檢索結果;右邊的2峰為分子質量134u的化合物,由于1峰對它的幹擾大,僅依靠扣除本底的方法難以奏效,而需譜圖相減才能得到匹配率不超過81的異丙基代甲苯的檢索結果。圖2-29 (1)中的A峰,其峰寬為9.6s,似乎是一個單一組分。圖2-29 (4)是A峰的質譜圖,根據譜圖的芳烴特征和m/z 120、m/z 117和m/z 108這三個特征峰可以認定至少包含有三個組分。實驗證明,具有幾乎相同保留時間的鄰甲苯酚和苯乙酮應是其中的兩個組分,它們的保留時間在上述的實驗
條件下與A峰一緻,其質譜圖分别處圖2-29 (5)和圖2-29(6)。按照m/z 117,m/z 116、m/z 90和m/z 89等特征峰判斷,它與苯乙腈譜圖一緻,但保留時間有差異,故推測第三個組分可能是甲基苯甲腈。

 

 
    常規的本底扣除是取樣品峰的任何一側,條件是峰的兩側無明顯幹擾峰。盡管幹擾不是很明顯,但由于對樣品的質譜圖的敏感區域有貢獻而導緻檢索匹配率下降。圖2~30 (1)是TIC圖,圖2-30(2)是A峰的質譜圖,這是典型的碳氧化合物,但由于扣除一側本底,譜圖中因m/z 84的存在而無法檢出。因為m/z 84如是該化合物的碎片峰,而m/z 100是分子離子峰,則該化台物應當含有氧。隻有在兩側作本底扣除後,才
能确定為庚烷,匹配率為96%。現在再以圖2-31為例進一步說明提高檢索匹配率。圖2-31(1)仍是部分TIC圖,圖中1峰和2峰放大的TIC圖為圖2-31 (2)。對部分疊加峰作本底扣除時,采取1峰取其左半部的幾個譜圖号加以累加,再扣去左邊的本底;2峰則取右半部處理,如此可以分别獲得辛烯-1和二甲基環己烷的檢索結果,其匹配率分别為93%和94%。圖2-31(1)中的3主峰是甲苯,但峰的兩側并不對稱,有理由懷疑右側有另一個痕量組分存在。現用同樣的方法可以檢出4峰為甲基噻吩,匹配率為95%。圖2-32是一個複合峰,它的強度僅為整個TIC圖主成分的0.16%。1峰與4峰可接圖2-31 (2)的方式扣除,檢索結果為均三甲苯和苯并呋喃,其匹配率分别達96%和97%。對于2峰和3峰則因為受左右兩個峰的幹擾,因而扣除的辦法是在它們的最強峰值處取1-2個譜圖(越少越好),然後分别在它們的左右峰谷作為本底扣除,由此獲得95%匹配率,推測為異構化的甲基代苯乙烯。通常可以接受的檢索結果是高于80%的匹配率。除了複雜的多元體系導緻峰的相互幹擾和重疊外,還有下述幾個因素起作用,例如來自樣品基體的幹擾,或是來自本底(如隔墊、柱流失等)和樣品記憶效應的幹擾,它們對目标物的痕量分析的影響特别嚴重,因而提高譜圖檢索的匹配率顯得更為重要。

 

 

                

 

    譜庫檢索是GC/MS分析的一個重要手段。首要的問題是使獲得的質譜圖盡可能消除或減少各種人為影響譜圖變形的因素,如儀器的調諧正确以保持高、低質量範圍的正确響應;保持足夠的色譜峰強度;選擇合适的柱型,設置台适的實驗溫度,尤其是源溫,确定程序升溫速率和質譜的掃描速度,所有這一切是為了獲得一張正确的譜圖。與此
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CB-1701

7%氰丙基-7%苯基-86%甲基聚矽氧烷
中極性鍵合交聯固定相

耐溶劑沖洗

溫度使用範圍:-20至280/300℃
類似于BP-10、DB-1701、RSL-1701、CPSIL19CB、HP-1701 、Rtx-1701、OV-1701

應用:藥物、醇、酯、硝基苯類、氯芳物

 

長度内徑膜厚規格貨号價格操作
30m0.25mm0.33μm30m0.25mm0.33μm0807081790.00
50m0.25mm0.33μm50m0.25mm0.33μm1107083080.00
60m0.25mm0.33μm60m0.25mm0.33μm1207083980.00
30m0.32mm1.00μm30m0.32mm1.00μm0808122280.00
50m0.32mm0.25μm50m0.32mm0.25μm1108073080.00
50m0.32mm0.33μm50m0.32mm0.33μm1108083080.00
50m0.32mm0.50μm50m0.32mm0.50μm1108103080.00
60m0.32mm0.25μm60m0.32mm0.25μm1208073980.00
60m0.32mm0.33μm60m0.32mm0.33μm1208083980.00
60m0.53mm1.00μm60m0.53mm1.00μm1210126480.00
60m0.32mm1.00μm60m0.32mm1.00μm125123980.00
50m0.53mm1.00μm50m0.53mm1.00μm1110125600.00
30m0.53mm2.65μm30m0.53mm2.65μm087163880.00
60m0.25mm0.25μm60m0.25mm0.25μm1207073980.00
30m0.53mm1.00μm30m0.53mm1.00μm087122680.00
30m0.32mm0.50μm30m0.32mm0.50μm0808101790.00
50m0.32mm1.00μm50m0.32mm1.00μm115123080.00
30m0.53mm0.50μm30m0.53mm0.50μm0810102880.00
100m0.25mm0.20μm100m0.25mm0.20μm1307058680.00
30m0.32mm0.33μm30m0.32mm0.33μm0808081790.00
30m0.32mm0.25μm30m0.32mm0.25μm0808071790.00
50m0.25mm0.25μm50m0.25mm0.25μm1107073080.00
15m0.32mm3.00μm15m0.32mm3.00μm0508172280.00
30m0.32mm1.80μm30m0.32mm1.80μm085272280.00
15m0.53mm1.00μm15m0.53mm1.00μm057121930.00
30m0.32mm1.20μm30m0.32mm1.20μm085462280.00
30m0.53mm1.20μm30m0.53mm1.20μm0810463880.00
30m0.25mm0.25μm30m0.25mm0.25μm0807071790.00
25m0.32mm0.50μm25m0.32mm0.50μm075101790.00
30m0.25mm0.50μm30m0.25mm0.50μm084101790.00
30m0.25mm1.00μm30m0.25mm1.00μm084122280.00
50m0.25mm0.50μm50m0.25mm0.50μm114103080.00
50m0.25mm1.00μm50m0.25mm1.00μm114123080.00
60m0.25mm0.50μm60m0.25mm0.50μm124103980.00
60m0.32mm0.50μm60m0.32mm0.50μm125103980.00
30m0.53mm3.00μm30m0.53mm3.00μm087173880.00
50m0.53mm3.00μm50m0.53mm3.00μm117176280.00
30m0.32mm2.0μm30m0.32mm2.0μm085152680.00
7%氰丙基-7%苯基-86%甲基聚矽氧烷中極性鍵合交聯固定相耐溶劑沖洗溫度使用範圍:-20至280/300℃類似于BP-10、DB-1701、RSL-1701、CPSIL19CB、HP-1701 、Rtx-1701、OV-1701應用:藥物、醇、酯、硝基苯類、氯芳物 長度内徑膜厚規格貨号價格操作30m0.25mm0.33μm30
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樣品溶液的制備

    無論是固體或液體樣品,純品或複雜的生物樣品首先必須制備成一定濃度的溶液,以便點到紙或薄層上,才能進行色譜分離。因此在進行點樣之前,這是必不可少的一個步驟。
(一)純品的溶解
    制備固體或液體的純品溶液,隻要将純品直接溶于單一或混合溶劑中并稀釋至一定濃度即可點樣。
(二)樣品的提取及淨化
    對生物樣品(動植物組織、體液……等)中某些成分的分離測定時,首先要将樣品中的被測成分定量地提取出來,視含量高低稀釋或濃縮成一定濃度的樣品溶液,因為薄層吸附劑不必反複使用,且色譜過程同時也有淨化作用,所以多數情況下樣品溶液可以直接點樣,不必預處理。如果樣品中欲測成分含量太低,雜質太多或供試液中的雜質使展開後的色譜背景太深或影響分離及測定時,對樣品溶液用萃取、吸附或點樣前衍生化等方法進行預處理是必要的。常用的樣品提取及淨化方法有下列數種。
1.單一溶劑提取法
    用單一或混合溶劑選擇性地将被測成分從樣品中提取出來,将其他成分或雜質留在樣品殘渣中,提取液即可直接點樣,如用氨水飽和的堿性氯仿提取茄科植物中的托品生物堿。
2.液液萃取法
    在分液漏鬥中用兩種不相混溶的溶劑,通過振搖,基于分配原理使被測成分集中在一相溶劑中,與雜質可以分開。例如用水提取丹參時可将水溶性丹酚酸提取出來,使脂溶性丹參酮類成分留在殘渣中,水溶液經酸化後用乙酸乙酯萃取,可将丹酚酸類成分提取出來,而其他水溶性成分被留在水溶液中而得到淨化。
3.液固萃取法
    樣品經過裝有固體萃取劑的小柱,被分離物質保留在柱上,用合适的溶劑洗去雜質,再将被測物從柱上用适當的溶劑洗脫下來。液固萃取可避免液液萃取時發生的乳化現象,節省溶劑、樣品和時間,洗脫液較純,回收率及檢出限較好。
    固體萃取劑有以下三種類型。
(1)親脂型固體萃取劑
①大孔吸附樹脂具有極大的表面積,适于吸附較大的分子,常用的XAD-2大孔吸附樹脂是苯乙烯與二乙烯苯共聚而成的非極性固體萃取劑,使用前需用甲醇、丙酮等有機溶劑除去雜質,再用水洗去處理溶劑,在進行植物性藥物提取液的淨化時經常使用。
②親脂性鍵合相矽膠腈基、苯基、烷基鍵合相矽膠對溶液中的非極性物質有吸附作用,用有機溶劑洗脫被吸附物質,得以淨化,其中C18鍵合矽膠最為常用,特别是商品Seppak C18柱使用最普遍,使用過的預柱用甲醇、乙腈等再生,可多次重複使用。C18小柱在測定血中藥物濃度時被廣泛應用。
(2)親水型固體萃取劑
    矽膠、氧化鋁、矽藻土、纖維素為常用的親水型固體萃取劑,當樣品加到小柱上分布在填料的表面後,用與水不混溶的有機溶劑洗脫較親脂的物質,而親水性的雜質仍滞留在柱上,使樣品得到淨化。
4.特殊的薄層闆
    用帶濃集區的薄層闆進行分離,可得到濃集的窄帶,也有助于除去雜質起到樣品的淨化作用。
5.衍生化作用
    通過化學反應改變色譜性質,衍生物比原成分更易處理。
6.原位反應法
    在平面色譜上用揮發性酸或堿蒸氣,中和樣品中的堿或酸鹽使之成為遊離的堿或酸以利于分離,例如用圓芯紙層分離洋金花注射液時,将注射液直接點樣後用氨蒸氣熏2min,即可使生物堿鹽酸鹽轉變為遊離堿。
    無論是固體或液體樣品,純品或複雜的生物樣品首先必須制備成一定濃度的溶液,以便點到紙或薄層上,才能進行色譜分離。因此在進行點樣之前,這是必不可少的一個步驟。(一)純品的溶解    制備固體或液體的純品溶液,隻要将純品直接溶于單一或混合溶劑中并稀釋至一定濃度即可點樣。(二)樣
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Atlantis dC18

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部分常見的有機高分子類型疏水性相互作用色譜填料

表12-4-4   部分常見的有機高分子類型疏水性相互作用色譜填料
表12-4-4   部分常見的有機高分子類型疏水性相互作用色譜填料
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MM-WAX

MM-WAX 熔融石英毛細管柱
PEG Carbowax - Crossbond
 通用柱。強極性。
 最具惰性和高柱效的PEG柱。
 應用于分析FAMEs, 香味成分。精油,BTEX芳烴,溶劑,醇類。
 對低沸點分析物分離良好
 常用于Wax柱極性調節
 符合要求:EPA: 602, 603, 619,8015C USP 467 (OVIs), 等
 固定相相似于:USP: G14, G15, G16, etc

等同于:DB-Wax, HP-Wax, InnoWax,AT-Wax, ZB-Wax, 007-CW,Rtx-Wax, BP-20, CP Wax 52 CB

MM-WAX 熔融石英毛細管柱PEG Carbowax - Crossbond 通用柱。強極性。 最具惰性和高柱效的PEG柱。 應用于分析FAMEs, 香味成分。精油,BTEX芳烴,溶劑,醇類。 對低沸點分析物分離良好 常用于Wax柱極性調節
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數據處理、打印輸出系統

    現代紫外可見分光光度計的輸出部分, 一般都是在放大器後面接一隻V/ D 變換器, 把經過放大器放大的電壓信号變成數字信号, 再送給計算機進行處理, 最後再輸送到打印機打印出結果。
    數據處理時, 一般都希望速度快者為好。有些紫外可見分光光度計儀器的計算機部分采用單片機, 容量不大, 數據處理較慢; 有些紫外可見分光光度計(特别是高檔儀器) 采用PC 機, 數據處理速度很快。使用者在選擇紫外可見分光光度計時, 應根據自己的需要。有些紫外可見分光光度計的硬件不錯, 但軟件水平較低。特别是有些軟件缺少人性化。建議使用者挑選紫外可見分光光度計時, 要特别注意考察人性化的問題,即界面要友好、菜單要中文化、操作要簡單方便。
    一般計算機應裝多種打印機軟件, 以便紫外可見分光光度計能适應多種打印機。有些紫外可見分光光度計, 隻能支持一種打印機, 這對使用者是不方便的。
                                   參考 文 獻
1 李昌厚, 孫吟秋等. 一種高穩定性多功能氘燈恒流電源的研制. 光學儀器, 1991 , ( 5) : 23
2 P-E , Da ta Sta tion UV/ VIS Spect rophotomet e rs , 1980
3 李昌厚等. 一種光電倍增管高壓電源的研制. 電子技術, 1981 , (2 ) : 31
4 李昌厚, 孫吟秋. 一種新型的多功能微量光度計的研制. 儀器儀表學報, 1991 , (1 ) : 23
5 李昌厚, 孫吟秋. 一種雙端輸入的對數放大器的研制. 儀器儀表學報, 1989 , ( 4 ) : 337
6 李昌厚, 孫吟秋. 光電倍增管光譜響應特性測試方法的研究. 儀器儀表學報, 1991 , ( 2 ) : 142
7 C. F. Coomb s, JR . . Basic Elect ronic Inst rume nt Ha ndbook , New York: Mcg raw-Hill Book Compa -
ny , 1972
8 李昌厚等. 光電倍增管和矽光電池的相對光譜響應特性測試方法的研究. 光學儀器, 1995 , ( 2 ) : 8
9 李昌厚, 孫吟秋. DW-88 型氘鎢燈恒流恒壓電源的研制. 黑龍江電子技術, 1990 , ( 4 ) : 39
10 孫 吟秋, 李昌厚. 在進口紫外可見分光光度計上用國産氘燈代替進口氘燈的研究. 現代科學儀器,
1997 , (4 ) : 12
11 李 昌厚, 孫吟秋, 李培洪. 液相色譜UV/ FL 檢測器的研制, 分析儀器, 1989 , (4 ) : 16
12 李 昌厚. 略論紫外可見分光光度計對光栅的基本要求. 光學儀器, 1989 , ( 4) : 44
13 R. P. Bauman . Ab sorption Spec t roscopy . New Yor k: John Wil ey , 1962
14 E. Koh en et al . Rev . Sci . In st r um ., 1973 , ( 12) : 44
15 Shimadzu . Int roduct ion to Ul t r aviole t and Sp eet rophotomet ric An alysis . Tokyo: S himadz u Corpor at ion . 1985 , 15
16 Va r ian . Ca ry 4 a nd Ca ry 5 the Ul t ima t e in UV/ VIS/ NIR Sp ect rophotoment er s . Publica tion No .85-100934-00 A ust ra lia (4/ 90 ) , 1990
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19 賴 祖武等. 核物理電子學方法. 上海: 上海科學技術出版社, 1961
20 張 郁弘等. 晶體管運算放大器及其應用. 北京: 國防工業出版社, 1978
21 M. Winst ead . In st rument Chec k Syst ems ( Publ is he d in Gr ee t Br it ain , P rinted in the U. S. A. ) ,1971 , 22 ~24
22 李 昌厚等. DLP S-2 型多功能氘燈恒流電源的研制. 電子科學技術, 1987 , ( 5) : 22
23 李 昌厚. 光譜儀器設計的一種新方法. 光譜儀器與分析( 專刊, 第2 屆全國光譜技術學術研讨會論文專輯. 浙江湖州: 1990 ) , 1990 , ( 2 ) : 23
24 李 昌厚等. 國産氘燈代替進口氘燈的研究. 光學儀器, 1993 , ( 2) : 26
    現代紫外可見分光光度計的輸出部分, 一般都是在放大器後面接一隻V/ D 變換器, 把經過放大器放大的電壓信号變成數字信号, 再送給計算機進行處理, 最後再輸送到打印機打印出結果。    數據處理時, 一般都希望速度快者為好。有些紫外可見分光光度計儀器的計算機部分采用單片機
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流動注射分析的應用

    流動注射分析發展迅速·已被廣泛應用于很多分析領域。目前,主要的應用領域有:
    ①水質檢測李鐵虎等[11]改進了測定水中亞硝酸鹽的FIA停流一分光光度法,提出一種預裝的固定化流路(功能塊),即“基于FIA的閥上實驗室”的構想,把流路硬件标準化。配合這種流路建立了測定水中痕量亞硝酸根離子的“對氨基苯磺酸與α-萘胺為顯色劑的FIA停流分光光度法。Wuilloud等[12]應用FI-超聲霧化器(USN)-ICP-光發射光譜(OES)分析了水樣中的v(v)和v(Ⅵ)形态,檢出限為19ng/L,該法已成功應用于河水樣品中V元素的形态分析。
    ②土壤樣品分析梅俊等[13]提出了一種流動注射離子交換分離富集一氫化物發生原子熒光光譜法測定土壤中水溶态Sb(Ⅲ)和Sh(V)。Sb(Ⅲ)和Sb(V)的檢出限分别為0.11ng/mL和0.08ng/mL,相對标準偏差分别為31%和5.O%,加标回收率在87.8%-ll2.2%之間。
    ③農業和環境監測薛金鳳等[14]用熒光分光光度計作為流動注射分析的檢測器,用自行研制的流通池建立了測定垃圾滲出液中苯酚的新方法。首先對蒸餾得到的樣品直接進樣分析,不再需要萃取和濃縮,從而簡化了分析過程,縮短了分析時間。其次,分析中不再需要有機試劑,減小了毒性,所用試劑量也大大減少。該方法中苯酚的線性範圍為0.09-0.6mg/L,檢出限為5μg/L,回收率在96%-103%之間。
    ④藥物研究、禁藥檢測石傑等[15]采用流動注射技術,建立了一種測定痕量阿莫西林的化學發光分析法,該法的線性範圍為0.1-50μg/mL,檢出限為0. 06μg/mL。汪敬武等[16]采用流動注射技術,建立了頭孢氨苄和頭孢拉定這類抗生素藥物的測定新方法,方法檢出限分别為0.096μg/mL和0.1Oμg/mL,相
對标準偏差分别為1.6%和1.8%(n=ll),線性範圍分别為0.8-25μg/mL和0.8-32μg/mL,已用于藥物制劑的測定。
    ⑤血液分析汪敬武等[17]建立了流動注射免疫比濁法測定人體血清免疫球蛋白A的新方法。采用流動注射光度分析法聯用單片機,優化實驗條件{采用合并帶技術節省試劑與試樣,尋找抗原抗體反應的最佳濃度比與最佳反應時機。該法簡便、快速,節省試劑和試樣,進樣頻率高,每小時進樣40次。
    ⑥食品和飲料傅偉川[18]研究了流動注射一氫化物原子吸收光譜法測定食品中的痕量砷,利用載氣氣流壓力工作的氣動自動化體系進行自動進液、定量進樣、穩流器、程序一時間控制;電熱石英吸收管升溫快速,溫度穩定,安裝操作方便。該法實現了測定的自動化和微量化,測定幹擾較小,分析重現性好,精度高。
    流動注射分析發展迅速·已被廣泛應用于很多分析領域。目前,主要的應用領域有:    ①水質檢測李鐵虎等[11]改進了測定水中亞硝酸鹽的FIA停流一分光光度法,提出一種預裝的固定化流路(功能塊),即“基于FIA的閥上實驗室”的構想,把流路硬件标準化。配合這種流路建立了測定水中痕量亞硝酸根離子的“
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Chromosorb WHP

規格1規格2規格3規格4規格貨号價格操作
80-100目50g/瓶80-100目*50g/瓶00000.00
100-120目50g100-120目*50g*瓶00000.00
60-80目100g60-80目*100g*瓶00000.00
規格1規格2規格3規格4規格貨号價格操作80-100目50g/瓶80-100目*50g/瓶00000.00購買100-120目50g瓶100-120目*50g*瓶00000.00購買60-80目100g瓶60-80目*100g*瓶00000.00購買
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吸附劑篩選流程

The actual steps employed in the screening process are specific to the respective mechanism that is being tested. In general, the screening process is as follows:

a. all of the sorbents are first conditioned and pre-equilibrated identically.

b. analyte standards in a matrix (modified to make it suitable for the mechanism being explored) are applied to the sorbents, and fractions collected to screen for breakthrough. (Screen 2)

c. sorbents exhibiting adequate retention are then screened for elution potential using appropriate solvents; fractions are collected to verify proper elution. (Screen 3)

d. analytes spiked into actual sample matrices are put through initial protocols, and extracts analyzed to verify adequate cleanliness. (Screen 4)

e. if clean-up is insufficient, wash steps are added to improve extract quality.

Throughout this process, careful notes should be

taken, particularly of solvents that do or do not elute analytes from the sorbents. Solvents that do not elute analytes may be very good candidates later in the process as wash solvents.

Specific details as to solvents for conditioning, pre-equilibration, washing and elution, as well as sample properties facilitating retention, may be found in the earlier sections addressing the specific mechanism in question.

The actual steps employed in the screening process are specific to the respective mechanism that is being tested. In general, the screening process is as follows: a. a