現(xiàn)代萃取分離技術(shù)

1、 萃取 利用物質(zhì)在互不相溶的兩相之間溶解度的不同而使物質(zhì)得到純化或濃縮的方法。萃取操作示意圖萃取操作示意圖萃取是以分配定律為理論基礎(chǔ)衡量萃取體系是否合理的重要參數(shù)：nk = y / xy-平衡時溶質(zhì)在輕相中的濃度X-平衡時溶質(zhì)在重相中的濃度利用被萃取物質(zhì)在液固兩利用被萃取物質(zhì)在液固兩相間的分配作用的差異，實現(xiàn)與樣品基體及干擾組相間的分配作用的差異，實現(xiàn)與樣品基體及干擾組分分離或富集的方分分離或富集的方法。法。n原理：原理：利用組分在固相（吸附劑）和液相（溶劑）利用組分在固相（吸附劑）和液相（溶劑）之間的分配能力或吸附能力的差異進(jìn)行分離。其保之間的分配能力或吸附能力的差異進(jìn)行分離。其保留或洗脫的

2、機制取決于組分與固相（吸附劑）表面留或洗脫的機制取決于組分與固相（吸附劑）表面的活性基團，以及組分與液相之間的分子間作用力。的活性基團，以及組分與液相之間的分子間作用力。與液與液-液萃取相比，固相萃取具有如下優(yōu)點：液萃取相比，固相萃取具有如下優(yōu)點：n較高的回收率和富集倍數(shù)；較高的回收率和富集倍數(shù)；n有機溶劑消耗量低，減少了對環(huán)境的污染；有機溶劑消耗量低，減少了對環(huán)境的污染；n采用高效、高選擇性的吸附劑，能更有效地將分采用高效、高選擇性的吸附劑，能更有效地將分析物與干擾組分分離；析物與干擾組分分離；n無相分離操作過程，容易收集分析物；無相分離操作過程，容易收集分析物；n能處理小體積試樣；能處理小

3、體積試樣；n操作簡便、快速，費用低，易于實現(xiàn)自動化及與操作簡便、快速，費用低，易于實現(xiàn)自動化及與其他分析儀器的聯(lián)用。其他分析儀器的聯(lián)用。n固相萃取柱的預(yù)處理（活化）：固相萃取柱的預(yù)處理（活化）：目的是打開碳鏈、濕潤和目的是打開碳鏈、濕潤和活化固定相，增大固定相的表面積，使目標(biāo)物與表面緊密活化固定相，增大固定相的表面積，使目標(biāo)物與表面緊密接觸，易于發(fā)生分子間相互作用；增加萃取柱與組分的相接觸，易于發(fā)生分子間相互作用；增加萃取柱與組分的相互作用的表面積；除去萃取柱中存在的有機干擾物，減少互作用的表面積；除去萃取柱中存在的有機干擾物，減少污染。污染。方法：方法：根據(jù)固定相的性質(zhì)和種類采用一定量合適溶

4、劑沖洗根據(jù)固定相的性質(zhì)和種類采用一定量合適溶劑沖洗柱子。柱子。n上樣：上樣：使目標(biāo)物被保留。溶解樣品的溶劑強度應(yīng)較弱，否則目標(biāo)使目標(biāo)物被保留。溶解樣品的溶劑強度應(yīng)較弱，否則目標(biāo)物會被洗脫流失（注意上樣體積應(yīng)小于穿透體積）。物會被洗脫流失（注意上樣體積應(yīng)小于穿透體積）。方法：利用抽真空、加壓或離心的方法使樣品進(jìn)入固定相方法：利用抽真空、加壓或離心的方法使樣品進(jìn)入固定相n干擾物洗脫：干擾物洗脫：選擇合適的溶劑強度和體積的溶劑（清洗選擇合適的溶劑強度和體積的溶劑（清洗劑）（一般是較弱的溶劑）將保留的雜質(zhì)或基體物質(zhì)洗劑）（一般是較弱的溶劑）將保留的雜質(zhì)或基體物質(zhì)洗脫。脫。一般選擇中弱強度的混合溶劑，盡

5、可能除去基體中一般選擇中弱強度的混合溶劑，盡可能除去基體中干擾組分，又不會導(dǎo)致目標(biāo)物流失。如反相萃取體系常干擾組分，又不會導(dǎo)致目標(biāo)物流失。如反相萃取體系常選用一定比例組成的有機溶劑選用一定比例組成的有機溶劑/水混合液，有機溶劑比水混合液，有機溶劑比例應(yīng)大于樣品溶液，而小于洗脫劑溶液。例應(yīng)大于樣品溶液，而小于洗脫劑溶液。n目標(biāo)物的洗脫：目標(biāo)物的洗脫：選擇合適的洗脫液和體積（相對較強的選擇合適的洗脫液和體積（相對較強的溶劑強度）洗脫保留在萃取柱上的目標(biāo)物。溶劑強度）洗脫保留在萃取柱上的目標(biāo)物。 基本組成：基本組成：n固相萃取柱固相萃取柱 市售固相萃取小柱市售固相萃取小柱離心固相萃取法離心固相萃取法

6、固相萃取離心過濾法固相萃取離心過濾法 吉爾森公司的吉爾森公司的ASPEC XLi 全自動固相萃取儀全自動固相萃取儀 工作原理：工作原理：吉爾森全自動固相萃取儀的工作原理示意圖吉爾森全自動固相萃取儀的工作原理示意圖 固相萃取聯(lián)用裝置固相萃取聯(lián)用裝置固相萃取與固相萃取與HPLC聯(lián)用裝置聯(lián)用裝置 固相萃取聯(lián)用裝置固相萃取聯(lián)用裝置固相萃取與毛細(xì)管電泳聯(lián)用裝置固相萃取與毛細(xì)管電泳聯(lián)用裝置 在固相萃取固定相活化、上樣富集、淋洗雜質(zhì)、分析物洗在固相萃取固定相活化、上樣富集、淋洗雜質(zhì)、分析物洗脫的過程中，都涉及到溶劑的選擇問題，溶劑選擇最重要的脫的過程中，都涉及到溶劑的選擇問題，溶劑選擇最重要的因素是溶劑強度

7、，它是保證固相萃取成功的關(guān)鍵。因素是溶劑強度，它是保證固相萃取成功的關(guān)鍵。 n固定相活化溶劑的選擇固定相活化溶劑的選擇 n上樣萃取溶劑的選擇上樣萃取溶劑的選擇 n淋洗溶劑的選擇淋洗溶劑的選擇：淋洗溶劑的選擇原則是：盡可能將干擾組淋洗溶劑的選擇原則是：盡可能將干擾組分從固定相上洗脫完全，但又不能洗脫任何分析物。分從固定相上洗脫完全，但又不能洗脫任何分析物。n洗脫溶劑的選擇洗脫溶劑的選擇 ：選擇溶劑強度應(yīng)足夠大，保證吸附在固定選擇溶劑強度應(yīng)足夠大，保證吸附在固定相上的目標(biāo)物定量洗脫下來；且粘度小、純度高、毒性小，不與目標(biāo)相上的目標(biāo)物定量洗脫下來；且粘度小、純度高、毒性小，不與目標(biāo)物和固定相不反應(yīng)；

8、應(yīng)與后續(xù)的分析相適應(yīng)，不干擾測定。物和固定相不反應(yīng)；應(yīng)與后續(xù)的分析相適應(yīng)，不干擾測定。n在環(huán)境分析中的應(yīng)用；在環(huán)境分析中的應(yīng)用；n在生物樣品分析中的應(yīng)用；在生物樣品分析中的應(yīng)用；n在食品分析中的應(yīng)用在食品分析中的應(yīng)用 ；n在藥物分析中的應(yīng)用。在藥物分析中的應(yīng)用。 n什么是超臨界流體：一種流體在的溫度和壓力分別超過其臨界溫度(Tc)和臨界壓力(pc)時形成的超臨界流體狀態(tài)。n處于臨界點狀態(tài)的物質(zhì)可實現(xiàn)液態(tài)到氣態(tài)的連續(xù)過渡，兩相相界面消失，汽化熱為零。n超過臨界點的物質(zhì)，無論加多大的壓力都不會液化，而只會引起密度變化。超臨界流體萃取技術(shù)（超臨界流體萃取技術(shù)（SFE）的優(yōu)點）的優(yōu)點:n萃取劑在常溫常

9、壓下為氣體，萃取后可以方便地萃取劑在常溫常壓下為氣體，萃取后可以方便地與萃取組分分離。與萃取組分分離。n在較低的溫度和不太高的壓力下操作，特別適合在較低的溫度和不太高的壓力下操作，特別適合天然產(chǎn)物的分離。天然產(chǎn)物的分離。n超臨界流體的溶解能力具有選擇性，可以通過調(diào)超臨界流體的溶解能力具有選擇性，可以通過調(diào)節(jié)溫度、壓力、改性劑（如：醇類）在很大范圍節(jié)溫度、壓力、改性劑（如：醇類）在很大范圍內(nèi)變化；而且還可以采用壓力梯度和溫度梯度。內(nèi)變化；而且還可以采用壓力梯度和溫度梯度。缺點缺點：受：受SCF種類、性質(zhì)的限制，萃取的物質(zhì)和純種類、性質(zhì)的限制，萃取的物質(zhì)和純度有限。度有限。n化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，對設(shè)備無

10、腐蝕?；瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，對設(shè)備無腐蝕。n臨界溫度應(yīng)接近室溫或操作溫度，不能太高，也臨界溫度應(yīng)接近室溫或操作溫度，不能太高，也不能太低。不能太低。n操作溫度應(yīng)低于被萃取組分的分解、變質(zhì)溫度。操作溫度應(yīng)低于被萃取組分的分解、變質(zhì)溫度。n臨界壓力應(yīng)較低（降低壓縮動力）。臨界壓力應(yīng)較低（降低壓縮動力）。n對被萃取組分的溶解能力高，以降低萃取劑的消對被萃取組分的溶解能力高，以降低萃取劑的消耗。耗。n選擇性較好，易于得到純品。選擇性較好，易于得到純品。nSFE系統(tǒng)的基本組成包括四部分：系統(tǒng)的基本組成包括四部分：nSCF系統(tǒng)（泵）、萃取池（器）、控制器和樣品收集系統(tǒng)系統(tǒng)（泵）、萃取池（器）、控制器和樣品收集系統(tǒng)

11、控制控制 n基本部件：高壓泵（具有程序升壓和程序升密功能的加壓基本部件：高壓泵（具有程序升壓和程序升密功能的加壓系統(tǒng)）、系統(tǒng)）、 萃取池（液相色譜柱萃取池（液相色譜柱 、專用萃取池、專用萃取池 ）、）、 阻尼器阻尼器 （限制流出萃取池流入收集器的超臨界流體的流量和壓（限制流出萃取池流入收集器的超臨界流體的流量和壓力）、收集器、控制器。力）、收集器、控制器。SCF發(fā)生發(fā)生裝置裝置萃取萃取容器容器收集收集分離分離裝置裝置原料原料目標(biāo)產(chǎn)物目標(biāo)產(chǎn)物溫度、壓力控制溫度、壓力控制n超臨界流體種類的選擇超臨界流體種類的選擇：必須對目標(biāo)萃取物有良好的溶解能力和較必須對目標(biāo)萃取物有良好的溶解能力和較好的選擇性，

12、同時考慮操作的安全性和便利性。好的選擇性，同時考慮操作的安全性和便利性。 超臨界流體的溶劑化性質(zhì)隨溫度和壓力的改變而改變，其溶解能力可超臨界流體的溶劑化性質(zhì)隨溫度和壓力的改變而改變，其溶解能力可通過控制壓力和溫度在很寬的范圍內(nèi)改變，其溶解能力就可與許多常用通過控制壓力和溫度在很寬的范圍內(nèi)改變，其溶解能力就可與許多常用的有機溶劑相當(dāng)，為超臨界流體取代有機溶劑提供了條件。的有機溶劑相當(dāng)，為超臨界流體取代有機溶劑提供了條件。n在眾多的超臨界流體中，在眾多的超臨界流體中，CO2是首選氣體之一，是目前較為成熟超臨界是首選氣體之一，是目前較為成熟超臨界流流體。體。 CO2是非極性化合物，在超臨界狀態(tài)下對脂類化合物的萃取是非是非極性化合物，在超臨界狀態(tài)下對脂類化合物的萃取是非常適合的，但對極性化合物的萃取效果就不理想常適合的，但對極性化合物的萃