樣品預處理在整個分析過程中占有重要的地位，由于樣品的預處理方法和操作所引入的誤差可能要占整個誤差的一半以上，無疑這關系到分析結果的精密度和正確度。隨著HPLC/MS技術的發展，無論在檢測靈敏度、分析通量、精密度及可靠性等方面目前都達到相當的水平，作為影響分析工作進程的瓶頸，如分析速度、凈化成效等就受制于樣品預處理。
實際上預處理應包括三部分，即萃取、凈化以及濃縮。還應包括為滿足HP LC/MS分析的要求而作的試樣制備。某些預處理可能實現其中的一個過程，所以只能看作為單元操作，而在某些方法中能實現兩個過程，甚至自動化的方式實現三個過程。
一、溶劑萃取
溶劑萃取，常用的為液-液萃取和固-液萃取，是有機物預處理的經典方法。它以操作簡便、有效、處理能力大而為人們所熟悉。液-液萃取是利用溶質在兩種互不相溶的液相中有不同的分配而達到分離。萃取溶劑的選擇是根據相似相溶的法則，當然還應當考慮的是使用的溶劑是否適用于下一步的HPLC/MS分析。有人把此稱為一體化設計，即指萃取、凈化和HPLC/MS分析的一體化，當萃取溶劑的洗脫強度高于流動相，則會明顯影響峰形，惡化色譜的分辨率，繼而波及質譜峰面積測量的精密度。解決的辦法或者是在萃取后更換溶劑，或者更換柱形。對于極刑強或者親水性目標物，推薦使用親水作用色譜柱會有好的效果。
液-固萃取也是一種首選的、簡單有效的提取方法。除了常溫下操作外，還可以加熱操作，這就是索氏提取法。索氏提取法可以實現半自動操作，對固體中的目標物進行大量的提取。方法的優點是可以有效提取，但缺點是需要較多的樣品量、萃取時間長，且使用的溶劑量也比較多。由于目標物時間經常受熱應力，對熱穩定性差的樣品并不適用。當然對于熱穩定性好的樣品，索氏提取還是不錯的選擇。
為達到盡可能多的萃取效果，隨之而來的其他可溶性物質也與目標物一起被萃取。因此無論是液-液萃取或是液固萃取更多地是以提取目標物為主、凈化為輔，也就是說，隨后需要進行凈化。單從凈化的角度來看，液-液萃取要比液一固萃取好一些。有時將目標物反提到干凈的水相中可以達到凈化的效果。當然在不影響目標物萃取率的前提下，選擇不同的溶劑，以盡可能減少共提物，這對于液液萃取或液固萃取來說都應當考慮。
二、快速溶劑萃取
也許是受到超臨界流體萃取的啟發，使用高溫和高壓增加物質的溶解度、降低溶劑的黏度將有利于溶劑分子在基質中的擴散，降低基質對溶質的作用，加快溶質在基質中的釋放，由此提高萃取的效率。這樣，大大地縮短了萃取的時間，減少萃取溶劑的用量，并保持了高的回收率。據稱快速溶劑萃取與索氏提取法、超聲萃取相比，可以把萃取時間從小時計縮短到20min以內，與使用的溶劑相比，從數百毫升降至50mL以內。
由泵、鋼瓶、加熱爐、萃取池以及收集瓶構成了快速溶劑萃取的自動化裝置一.將準備好的樣品裝入萃取池中，放入傳送裝置并將該萃取池傳送至加熱爐位置。舉取池在一定壓力下自動密封。泵入溶劑至池中然后加熱﹙溫度范圍可達200℃﹚，加壓﹙壓力范圍可達3000s，這是戴安公司AES-200的工作參數﹚，靜態萃取﹙一般為5l5min﹚，萃取結束后加壓過濾、收集萃取液。通過泵壓用溶劑淋洗萃取池并由氮氣吹干以便接納下一個樣品。
圖一 Dionex快速溶劑萃取的自動化裝置簡圖
三、超臨界萃取
1、超臨界流體
與通常的液-液、液-固萃取相同，超臨界萃取﹙SFE﹚ 也是一種二相之間的萃取，不過只是使用了超臨界流體。當溫度和壓力超過一個物質的臨界點時，該物質處于一種既非液態又非氣態的超臨界狀態，此時稱為超臨界流體，用它來萃取樣品即為超臨界流體萃取。圖1-46可見人們常說的物質三態，即圖中的液態區、固態區，以及在它們下方的氣態區。此外，圖中高于臨界溫度和臨界壓力而接近臨界點的那個區域就是超臨界流體區。
2、SFE的優點
超臨界流體具有氣體的低黏度和液體的高密度性質，也就是說它的密度如同液體因而溶質的相互作用很強，它又具有氣體的低黏度、高擴散性，因而在樣品中有很強的滲透能力。這樣，與通常的萃取法相比，SFE獲得了快的萃取速率和高的溶解能力的優點。SFE還具有在萃取結束后易與被萃取出來的溶質相分離的優點。釋放壓力后萃取劑變為氣態而溶質則以液體和固體的形式被收集。從這個角度說，SFE屬于無溶劑萃取。SFE的壓力對溶質的溶解能力有較大的影響。依賴壓力的變化，可以對被萃取物的不同組分按流體中的溶解度大小先后被萃取。所以，在程序升壓的條件下可以實現組分的分離萃取，這也是SFE的優點
四、薄層色譜、柱色譜
以吸附、分配和離子交換為機理的許多色諧技術已應用于樣品的預處理，其中博壓包譜、柱色譜為常用方法。在凈化或制備時應當注意下述幾個方面：如使用薄層色諧或柱色請應事先用展開劑和乙醉依次在薄層板上展開，或者用淋洗劑、洗脫劑等淋洗柱，以去徐雜質：所有的溶劑使用分析純的純度，以避免溶劑中雜質的干擾：避免使用高佛點或難祥發的溶劑作展開劑、淋洗劑或洗脫劑；減少淋洗或洗脫用的溶劑體積，因為濃縮時雜質的富集量增大，且增加工作量。