樣品的消解是許多分析工作的前提, 它對整個分析工作往往會產(chǎn)生決定性的影響。通常狹義上的消解是指將固體樣品轉(zhuǎn)化成液體樣品的過程。廣義上講, 它還可以包括液體樣品從一相轉(zhuǎn)移到另一相的過程。根據(jù)分析工作的任務(wù), 在消解過程中, 常需考慮以下幾個因素:消解過程中引入雜質(zhì)的可能性;消解的完全性和可重復(fù)性;對具有代表性基體的控制;消解后樣品對分析方法的適用程度;樣品處理時間;包括消解過程的勞動強度、試劑消耗和設(shè)備耗損在內(nèi)的實驗費用。在分析工作中, 常使用的干法消解和敞口濕法消解, 不僅耗時, 而且實驗費用也較高。如環(huán)境分析中采樣和預(yù)處理所耗時間, 約占實驗分析過程投資的60 %左右, 而且在濕法消解中, 常需不斷向反應(yīng)體系內(nèi), 補充消解所需的酸,致使空白值較高, 同時試劑消耗量也較大。近年來, 分析儀器和分析技術(shù)的突飛猛進, 使分析速度和分析靈敏度都得到空前提高, 而低效率的樣品處理過程已成為縮短分析過程、加快分析速度的瓶頸。另外, 由于傳統(tǒng)的消解方法耗時很長, 且始終與外界保持接觸, 因此增加了樣品被玷污的可能性, 而這種污染對于微量或痕量分析往往是致命的。因此, 為了適應(yīng)新的需要, 必需在分析樣品處理過程中引入新的方法。微波消解技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種樣品處理方法。1975 年,Abu-Sarma 等人率先將微波加熱用于濕法樣品處理中 。最初使用敞口微波消解的方法, 其揮發(fā)的酸對儀器造成較大的損害, 同時造成易揮發(fā)元素的損失。另外, 樣品容易受到污染的弊端仍不能克服。1983 年, Mat tes 提出密閉微波消解體系, 很好地解決了這個問題, 但此時的密閉微波消解, 僅停留在經(jīng)驗性的嘗試階段。

   隨著人們對微量元素在生物體中作用的認識不斷加深, 生物樣品中各微量元素的含量越來越受到人們的重視。其中, 中藥中重金屬問題倍受關(guān)注。目前, 各國對進口中藥的質(zhì)量控制愈加嚴格, 一般要求重金屬含量在10-6 數(shù)量級甚至更低, 往往需要借助先進的儀器分析手段, 才能夠準確檢測。常用測定微量元素的方法有AAS , ICP-AES 等, 但在測定中會受到樣品中未消解完全的有機質(zhì)的影響。傳統(tǒng)消解手段往往達不到相應(yīng)的溫度, 而無法使樣品消解完全。密閉微波消解中, 容器內(nèi)壓力升高, 使酸的沸點相應(yīng)升高。如硝酸在1 個大氣壓下, 沸點是120 ℃, 而當壓力提升到5 個大氣壓時, 其沸點可達到176 ℃, 可以大大加快樣品的消解速度。此外, 重金屬元素如Cd ,Hg , As, Sb , Bi 等均為易揮發(fā)元素, 利用常壓敞口消解很容易在消解過程中造成損失。采用微波消解則可很好地解決這一問題, 這使得微波消解在生物樣品檢測中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。需要注意的是, 在生物樣品消解過程中, 應(yīng)盡量避免使用高氯酸, 除前已述及的爆炸危險外, 高氯酸與有機樣品在加熱的條件下會產(chǎn)生大量的氯氣,而氯氣很難在停止加熱后被冷卻, 它會使容器內(nèi)的壓力始終維持在一個較高的水平, 從而容易在開啟容器時發(fā)生危險。有實驗表明, 在僅用5 mL高氯酸的情況下, 即使消解后使用液氮對容器進行冷卻, 容器內(nèi)的壓力仍不會有很大變化。所以除非必要, 高氯酸應(yīng)避免使用。微波消解在生物樣品處理上的應(yīng)用 。石、土壤、礦物等。由于這些樣品有機物的含量很少, 因此在消解過程中, 不會產(chǎn)生大量氣體如CO2等, 同時樣品的體積在消解過程中也不會有太大的改變, 所以每次可消解樣品的量較大。另外, 各地質(zhì)樣品間成分的差異雖然較大, 但一般都含有硅酸鹽, 因此若想達到完全消解, 需加入HF , 此時對消解罐便會有特殊的要求。1985 年, Smith等人首次將密閉微波消解引入地質(zhì)樣品的消解中[ 25] , 極大地加速了地質(zhì)樣品的處理過程。由于地質(zhì)樣品中的基體均較難消解, 因此, 在消解前,先將樣品于混酸中浸泡一定時間后, 再進行消解,往往可獲得較好的消解效果。Ivanova 等[ 30] 研究證實, 地質(zhì)樣品在消解前, 若經(jīng)HF -HNO3 混酸浸泡12 h 后, 并利用階段式消解, 可將樣品中鑭系元素的分析誤差降至10 %以內(nèi)。

   環(huán)境樣品的消解:許多環(huán)境樣品都是經(jīng)過復(fù)雜的作用, 沉降后的產(chǎn)物, 基體成分復(fù)雜, 既有沉淀下來的重金屬 , 又有有機氯農(nóng)藥殘留物等環(huán)境污染物 。近年來, 隨著環(huán)境與人類健康的關(guān)系日益密切, 對環(huán)境進行分析、監(jiān)測的需求日益。增加, 其表現(xiàn)為:(1)分析物的種類明顯增加;對分析方法的要求不斷提高, 快速、準確、靈敏的分析方法越來越受到人們的推崇。環(huán)境樣品中通常含有一些有機成分, 常壓下用酸不易完全被消解, 而密閉微波消解所能提供的高溫可以很好地解決這一問題。另外, 一些易揮發(fā)元素也不會在消解過程中損失。張士權(quán)等[ 28] 將土壤分別用高壓微波消解和常壓消解處理后, 利用FAAS 測定其中Cu , Pb , Zn ,Cd 的含量, 前者的RSD 在0.8 %～ 2.6 %之間, 而后者的可達5.5 %。