固相萃取柱原理及应用.ppt

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1、固相萃取柱简介何群丹东兽药饲料监察所.固相萃取原理固相萃取(Solid Phase Extraction，简称SPE)，也称固相提取，是一项结合了选择性保留、选择性洗脱等过程的分离技术。当复杂的样品溶液通过吸附剂(Sorbent)时，吸附剂会通过极性相互作用、疏水相互作用或离子交换等作用力选择性地保留目标物(Aimed Compound)和少量与目标物性质相近的组分，其他组分则透过吸附剂流出小柱，然后用另一种溶剂体系选择性地把目标物洗脱下来，从而实现对复杂样品的分离、纯化和富集。在固相萃取过程中，“保留”

2、(Retention)和“洗脱”(Elution)均受目标物、吸附剂和溶剂三种因素的影响，对于给定的目标物，选择合适的吸附剂、样品溶剂以及洗脱溶剂是实现成功分离的关键。.固相萃取的作用富集：痕量分析或制备时，对目标物进行富集是必要的过程。比如，分析水中的PAHs，可以将1000 mL水样加入SPE柱，PAHs保留在柱中，然后用少量溶剂(比如2 mL)洗脱，这样PAHs就被浓缩了500倍，这意味着在相同的检测条件下，分析物的方法检测限仅为为处理前的1/500。净化：在仪器分析之前除去除去杂质，这一方面避免了

3、杂质对目标物的干扰，提高了分析灵敏度，另一方面也避免了杂质对或仪器的损害。转换溶剂：一些分析仪器对分析物溶解溶剂有特殊的要求，可以通过SPE柱进行转换。比如，采用GC法分析水中的半挥发性污染物时，如果采用直接进样，水分会影响分离并损害气相色谱柱，因而需要转换溶剂。将水样加入反相萃取柱，目标物保留在柱中与水分离，然后用对目标物溶解性强并且易挥发的有机溶剂洗脱，干燥并浓缩后即可分析。.SPE柱的结构柱管：吸附剂的载体，由血清级的聚丙烯制成，通常做成注射器形状。一些厂家也提供玻璃的柱管用以特殊分析(比如PAEs

4、分析)。柱管下端出口的尺寸已标准化，可用于不同厂家的固相萃取多管真空装置。筛板：起固定吸附剂和过滤溶液的作用。聚乙烯是常见的筛板材料，对于特殊分析也可采用特氟隆、不锈钢片或玻璃等材质。吸附剂：固相萃取柱中发挥分离作用的物质。早期广泛应用于柱层析的Al2O3、florisil、石墨化炭黑等吸附剂在固相萃取中仍被使用；目前最常见的吸附剂是硅胶键合吸附剂，由球形硅胶颗粒键合各种官能团制得；上世纪末被发明的有机聚合物吸附剂，比如聚二乙烯基苯-N-乙烯吡咯烷酮，以重现性好、pH适用范围宽以及适用性广等优势在许多应用

5、中已经取代硅胶键合吸附剂。配套装置：储样器，用于增加柱管上方的容器体积，提高单次上样量；适配器，用于连接柱管与柱管、柱管与储样器。.固相萃取技术常见术语吸附剂(Sorbent)：固相萃取柱中的填充物，能够从样品溶液中选择性地萃取某些化合物；吸附容量(Capacity)：在特定条件下，一定质量吸附剂能够保留化合物(包括目标化合物和部分干扰物)的总质量；.固相萃取柱一般使用过程活化(Activation)：也称溶剂化，加入合适的溶剂使吸附剂上的官能团展开，并除去吸附剂上可能存在的干扰物，对于反相吸附剂常常用中

6、等极性溶剂(比如甲醇)，正相吸附剂常常用弱极性或非极性溶剂(比如己烷)；平衡(Equilibrium)：除去活化溶剂为上样创造适宜的溶剂环境，所用溶剂通常与样品溶液的溶剂一致；对于离子交换柱，如果样品是碱性化合物平衡液中往往需要加入酸，如果样品为酸性化合物平衡液中往往需要加入碱；保留(Retention)：当样品溶液通过吸附剂，吸附剂与某些化合物的作用力超过后者与溶剂的作用力时，这些化合物就会被吸附剂固定，该过程称为保留；淋洗(Washing)：上样后，部分干扰物与目标化合物同时被保留，需要加入合适的溶液

7、以最大可能地除去干扰物而不影响目标化合物的保留，通常情况下用上样时的样品溶剂淋洗不会影响回收率，但洗脱强度较大的溶剂能最大程度地去除干扰物，选择淋洗液时需要在回收率和净化效果间找到平衡点；洗脱(Elution)：让洗脱能力较强的溶剂通过吸附剂，打断吸附剂与被保留的化合物之间的作用力，使这些化合物随溶剂从吸附剂中流出；通常情况下，能刚好洗脱目标化合物的洗脱溶剂是最佳选择，此时洗掉的干扰物最少，选择洗脱液时也需要在回收率和净化效果间找到平衡点；.固相萃取过程中的作用力非极性相互作用(Non-Polar Int

8、eraction)：目标化合物上的非极性官能团与非极性吸附剂之间的作用力，这种作用力在极性溶剂环境尤其是水环境中才能较好体现，因而也称疏水相互作用，比如水环境中，邻苯二甲酸酯类化合物与C18之间的作用力；极性相互作用(Polar Interaction)：目标化合物上的极性官能团与吸附剂上的极性官能团之间的作用力，这种作用力在弱极性或非极性溶剂环境下才能较好的体现；离子相互作用(Ion Interaction)：离子型目标化合