固相萃取的技術(shù)

1、關(guān)于固相萃取技術(shù)第1頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四一、概述 所謂萃取法 ,就是從樣品中提取組分 ,傳統(tǒng)的方法是液-液萃取法 ( LLE) ,即用液體作為提取劑。 固相萃?。⊿olid Phase Extraction, SPE） 是19世紀(jì)70年代后期發(fā)展起來的樣品前處理技術(shù)。它發(fā)展迅速，廣泛應(yīng)用于環(huán)境、制藥、臨床醫(yī)學(xué)、食品等領(lǐng)域 。第2頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四一、概述與液液萃取相比，固相萃取具有如下優(yōu)點(diǎn)：回收率和富集倍數(shù)高有機(jī)溶劑消耗量低，可減少對環(huán)境的污染采用高效、高選擇性的吸附劑，能更有效的將分析物與干擾組分分離無相分離操作過程，

2、容易收集分析物能處理小體積試樣操作簡便、快速，費(fèi)用低，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化及與其他分析儀器連用。第3頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四一、概述 樣品類型 SPE可以用于所有類型樣品的處理，但是液體樣品是最容易處理的。Survey response %第4頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四 固相萃?。⊿PE）是利用固體吸附劑將液體樣品中的目標(biāo)化合物吸附，與樣品的基體和干擾化合物分離，然后再用洗脫液洗脫，達(dá)到分離和和富集的目的。先使液體樣品通過一裝有吸附劑（固相）小柱，保留其中某些組分，再選用適當(dāng)?shù)娜軇_洗雜質(zhì)，然后用少量溶劑迅速洗脫，從而達(dá)到快速分離凈化與濃

3、縮的目的。二、固相萃取的基本原理、分離模式及操作步驟第5頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四1.固相萃取的基本原理固相萃取的基本原理是樣品在兩相之間的分配，即在固相（吸附劑）和液相（溶劑）之間的分配。固相萃取保留或洗脫的機(jī)制取決于被分析物與吸附劑表面的活性基團(tuán)，以及被分析物與液相之間的分子作用力。洗脫模式有兩種：一種是目標(biāo)化合物比干擾物與吸附劑之間的親和力更強(qiáng)，因而被保留，洗脫時(shí)采用對目標(biāo)化合物親和力更強(qiáng)的溶劑；另一種是干擾物比目標(biāo)化合物與吸附劑之間的親和力更強(qiáng)，則目標(biāo)化合物被直接的洗脫。通常采用前一種洗脫方式。第6頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四2

4、.固相萃取的分離模式反相固相萃取正相固相萃取離子交換萃取免疫親和第7頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四有機(jī)溶劑非極性順序 正己烷環(huán)己烷四氯化碳甲苯苯無水乙醚氯仿二氯甲烷四氫呋喃乙酸乙酯丙酮乙腈異丙醇甲醇水乙酸第8頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四反相固相萃取反相：吸附劑（固定相）是非極性或弱極性的，如硅膠鍵合C18,C8, C4，C2,-苯基等。流動(dòng)相為極性（水溶液）或中等極性樣品基質(zhì)。吸附劑的極性小于洗脫液的極性。應(yīng)用：可以從強(qiáng)極性的溶劑中（如水樣）萃取是非極性或弱極性的化合物。作用機(jī)理：非極性-非極性相互作用，如范德華力或色散力。第9頁，共42頁

5、，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四正相固相萃取吸附劑：極性鍵合相，如硅膠鍵合NH2、CN，-Diol（二醇基）；極性吸附劑，如silica、florisil、(A-,N-,B-)alumina、硅藻土等。流動(dòng)相為中等極性到非極性樣品基質(zhì)。作用機(jī)理：1）極性-極性相互作用2）表面硅羥基、鋁羥基與極性化合物的極性官 能團(tuán)之間相互作用，包括氫鍵，-鍵等。3）偶極-偶極相互作用4）偶極-誘導(dǎo)偶極相互作用應(yīng)用：從非極性溶劑樣品中萃取極性化合物第10頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四硅膠柱(silica)表面SiOH,中等強(qiáng)度的吸附劑，適用于從非極性基體中吸附極性化合物。硅

6、膠是一種酸性吸附劑，可以吸附酸性（有機(jī)酸類）或中性的極性化合物，由于表面的硅醇基可以釋放出弱酸性的氫離子，又作為一種弱酸性陽離子交換劑，吸附堿性化合物（生物堿類，胺類）?；钚裕ㄎ叫裕┡c硅膠的含水量有關(guān)，根據(jù)其中含水量不同分為不同的活性等級(jí)。硅膠的活化：加熱到100-110度，除去表面吸附的水份，當(dāng)溫度升到500度，表面的硅醇基脫水變成硅氧烷鍵，從而喪失吸附性。硅膠極親水：分析的樣品溶液必須無水。備注：硅膠凈化時(shí)，一般雜質(zhì)保留在柱上，目標(biāo)化合 物流出。第11頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四正相萃取或反相萃取選擇原則總目的：雜質(zhì)和待分析物分離1、受樣品基體提取溶劑，要分離

7、的雜質(zhì)和目標(biāo)化合物的性質(zhì)制約a)物質(zhì)在柱上的保留（或洗脫）取決于其與吸附劑和樣品基體溶劑（或洗脫溶劑）之間親和力的相對大小。 樣品基體是強(qiáng)非極性溶劑，如正己烷，二氯甲烷等，一般要選用正相柱分離。 樣品基體是強(qiáng)極性溶劑，如水和甲醇，乙腈及丙酮的混合液，要選用反相柱分離。 第12頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四離子交換固相萃取離子交換固相萃取用于萃取分離帶有電荷的分析物固定相為帶電荷的離子交換樹脂，流動(dòng)相為中等極性到非極性樣品基質(zhì)。分析物與吸附劑間的作用是靜電吸引力。離子交換固相萃取分為陰離子交換固相萃取和陽離子交換固相萃取。第13頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)

8、10分，星期四三、固相萃取的操作步驟一個(gè)完整的固相萃取步驟包括固相萃取柱的預(yù)處理、上樣、洗去干擾物質(zhì)、洗脫及收集分析物四個(gè)步驟。第14頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四一是為了潤濕和活化固相萃取填料，二是為了除去填料中可能存在的雜質(zhì)，減少污染。采取的方法是用一定量溶劑沖洗萃取柱。反相類型的固相萃取硅膠和非極性吸附劑介質(zhì)，通常用水溶性有機(jī)溶劑如甲醇預(yù)處理，然后用水或緩沖溶液替換滯留在柱中的甲醇。正相類型的固相萃取硅膠和極性吸附劑介質(zhì)，通常用樣品所在的有機(jī)溶劑來預(yù)處理。離子交換填料一般用35mL 去離子水或低濃度的離子緩沖溶液來預(yù)處理。固相萃取填料從預(yù)處理到樣品加人都應(yīng)保持濕

9、潤，如果在樣品加人之前，萃取柱中的填料干了，需要重復(fù)預(yù)處理過程。a.固相萃取柱的預(yù)處理第15頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四b.上樣將樣品倒入活化后的SPE 小柱，然后利用加壓、抽真空或離心的方法使樣品進(jìn)入吸附劑。采取手動(dòng)或泵以正壓推動(dòng)或負(fù)壓抽吸方式，使液體樣品以適當(dāng)流速通過固相萃取柱，此時(shí)，樣品中的目標(biāo)萃取物被吸附在固相萃取柱填料上。第16頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四b.上樣第17頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四目的是為了除去吸附在固相萃取柱上的少量基體干擾組分。一般選擇中等強(qiáng)度的混合溶劑，盡可能除去基體中的干擾組分

10、，又不會(huì)導(dǎo)致目標(biāo)萃取物流失。反相萃取體系常選用一定比例組成的有機(jī)溶劑-水混合液，有機(jī)溶劑比例應(yīng)大于樣品溶液而小于洗脫劑溶液。c.洗去干擾物質(zhì)第18頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四d.洗脫及收集分析物選擇適當(dāng)?shù)南疵撊軇┫疵摫环治鑫铮占疵撘?，揮干溶劑以備后用或直接進(jìn)行在線分析。為了盡可能將分析物洗脫，使比分析物吸附更強(qiáng)的雜質(zhì)留在SPE 柱上，需要選擇強(qiáng)度合適的洗脫溶劑。第19頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四四、固相萃取基本裝置 固相萃取的基本裝置包括固相萃取柱和固相萃取過濾裝置。固相萃取柱是整個(gè)固相萃取裝置的核心。第20頁，共42頁，2022年，

11、5月20日，5點(diǎn)10分，星期四（1）固相萃取柱商品化的固相萃取柱（cartridge）外形類似于一個(gè)注射器針筒。還可自行填裝固相萃取柱。第21頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四（2）固相萃取過濾裝置固相萃取加樣過程中，需通過適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ箻悠啡芤和ㄟ^固相萃取柱，使待分析物吸附在填料上。洗脫過程中，同樣需要使溶劑通過固相萃取住，使待分析物解析。以上步驟需借助于固相萃取過濾裝置完成，采用柱前加壓或柱后加負(fù)壓抽吸的方式實(shí)現(xiàn)。第22頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四a.固相萃取過濾-加壓操作固相萃取加壓操作可通過在液體樣品儲(chǔ)液槽上方用高壓空氣或氮?dú)馐┘右欢▔毫?/p>

12、來實(shí)現(xiàn)的。如果樣品較少，可以用手動(dòng)加壓的方式實(shí)現(xiàn)。第23頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四美國Supelco公司提供的給單個(gè)固相萃取小柱加壓的單管處理塞。第24頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四b. 固相萃取過濾-負(fù)壓抽吸負(fù)壓抽吸是在固相萃取柱的出口用注射器手動(dòng)抽負(fù)壓，或與水泵或真空泵相連，用泵施加適當(dāng)真空度，從而使樣品溶液抽吸通過固相萃取柱。最常用的是用抽濾瓶實(shí)現(xiàn)負(fù)壓抽吸。第25頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四也可以采用固相萃取過濾裝置同時(shí)處理多個(gè)樣品第26頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四c. 固相萃

13、取過濾-離心法第27頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四全自動(dòng)固相萃取儀全自動(dòng)固相萃取儀能自動(dòng)完成固相萃取的全部步驟第28頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四固相萃取聯(lián)用裝置第29頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四四、固相萃取方法的建立及應(yīng)用固相萃取吸附劑的選擇固相萃取溶劑的選擇固相萃取的應(yīng)用第30頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四1.固相萃取吸附劑的選擇-固相萃取吸附劑的要求固相萃取吸附劑最好為多孔的、具有大的表面積的固體顆粒。固相萃取吸附劑應(yīng)有較低的空白值。萃取吸附過程必須可逆且有高的回收率。固相萃取吸附劑

14、要有高的化學(xué)穩(wěn)定性。固相萃取吸附劑必須與樣品溶液有好的界面接觸。第31頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四鍵和硅膠吸附劑石墨碳離子交換樹脂金屬配合物吸附劑聚合物吸附劑免疫親和吸附劑分子嵌入聚合物1.固相萃取吸附劑的選擇-常用固相萃取吸附劑第32頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四鍵和硅膠吸附劑常用的鍵合硅膠吸附劑表面積在50500m2/g 之間，孔徑為550nm ，粒徑大于40m 。一般應(yīng)選擇粒徑小、比表面積大的吸附劑，以獲得更好的萃取效果。但要注意若粒徑過細(xì)，萃取時(shí)阻力增加，萃取速度下降。第33頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四1

15、.固相萃取吸附劑的選擇應(yīng)根據(jù)分析對象、檢測手段及實(shí)驗(yàn)室條件合理選擇。第34頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四2.固相萃取溶劑的選擇在固相萃取固定相活化、上樣富集、淋洗雜質(zhì)、分析物洗脫過程中，都涉及到溶劑選擇問題。第35頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四a.固定相活化溶劑的選擇一般使用兩種活化溶劑。第一種溶劑（初始溶劑）用于凈化固定相，對于常用的C18鍵和硅膠固定相，可用甲醇有效地除去其所含雜質(zhì)。第二種溶劑（終溶劑）使固定相溶劑化，以便樣品中的分析物能更好的保留。第36頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四b.上樣萃取溶劑的選擇為了使

16、分析物更好地保留在固相萃取柱上，上樣萃取時(shí)應(yīng)采用盡可能弱得溶劑。第37頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四c.淋洗溶劑的選擇淋洗溶劑用于洗去吸附在固定相上的干擾組分。淋洗溶劑的強(qiáng)度選擇非常重要，其強(qiáng)度不能太高，也不能太低，應(yīng)大于或等于上樣溶劑，又小于洗脫溶劑。淋洗溶劑的選擇原則：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。第38頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四溶劑強(qiáng)度應(yīng)足夠大，以保證吸附在固定相上的分析物定量洗脫下來。選擇的洗脫溶劑應(yīng)與后續(xù)的分析相適應(yīng)。選擇粘度小、純度高、毒性小并與分析物和固定相不發(fā)生反應(yīng)的溶劑。選擇單一溶劑效果不理想時(shí)，可以考慮使用混合溶劑進(jìn)行洗脫。d.洗脫溶劑的選擇第39頁，共42頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)10分，星期四3.固相萃取的應(yīng)用固相萃取在環(huán)境分析的應(yīng)用-多環(huán)芳