固相萃取法及進(jìn)展

1、固相萃取法及進(jìn)展學(xué)生：何苗1主要內(nèi)容：一、固相萃取概述二、固相萃取原理三、固相萃取的簡(jiǎn)要過程四、固相萃取裝置五、固相萃取分類六、SPE的選擇七、SPE的應(yīng)用八、固相萃取應(yīng)用新進(jìn)展九、SPE的展望2一、固相萃取概述 在過去的二十多年中，固相萃取(SPE)出 現(xiàn)并逐漸發(fā)展成為一項(xiàng)有效的分離純化手段，并在藥物純化、精細(xì)化學(xué)品制備、食品分析、環(huán)境分析、生命科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著不可或缺的作用。3固相萃?。⊿olid Phase Extraction，SPE）也稱固相提取、液-固萃取。是一項(xiàng)結(jié)合了選擇性保留、選擇性洗脫等過程的分離技術(shù)。主要用于樣品的分離、純化和濃縮，與傳統(tǒng)的液液萃取法相比較可以提高分析物

2、的回收率，更有效的將分析物與干擾組分分離，減少樣品預(yù)處理過程，操作簡(jiǎn)單、省時(shí)、省力。 4二、固相萃取原理當(dāng)復(fù)雜的樣品溶液通過吸附劑時(shí)，吸附劑會(huì)通過極性相互作用、疏水相互作用或離子交換等作用力選擇性地保留目標(biāo)化合物和少量與目標(biāo)化合物性質(zhì)相近的干擾物，其他組分則透過吸附劑流出小柱，然后用另一種洗脫能力較強(qiáng)的溶劑體系選擇性地把目標(biāo)物洗脫下來，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜樣品的分離、純化和富集。5三、固相萃取的簡(jiǎn)要過程 固相萃取的凈化機(jī)制可分為保留目標(biāo)化合物型和保留干擾物型兩種。一、保留目標(biāo)化合物的固相萃取模式： 1 活化/ 平衡 2 上樣 3 淋洗 4 洗脫6二、保留干擾物的固相萃取模式 1 活化/ 平衡 2 上

3、樣 3 淋洗7應(yīng)用實(shí)例： 血樣處理 先以甲醇 2 mL潤濕活化固相萃取柱 ,再先后以水1mL和 0.1%磷酸 1 mL沖洗平衡。取血漿樣品0.5 mL,加入0.1%磷酸 0.5 mL;混勻后 ,加入已活化的固相萃取柱上樣。樣品通過萃取柱后 ,以 0 . 1%磷酸 2 mL淋洗 ,棄去洗脫液 ,用甲醇 0 . 5 mL洗脫 ,收集洗脫液 ,在 50 下氮?dú)獯蹈?,加入流動(dòng)相 0 . 25 mL溶解 ,用 0 . 45m過濾器過濾 ,進(jìn)樣 40L檢測(cè)。 8四、固相萃取裝置市場(chǎng)上可以買到各種類型 SPE產(chǎn)品。最普通使用的形式是 SPE柱 ，此外還有SPE盤和固相微量萃取的形式。91、常見的SPE柱注

4、射器式SPE柱SPE柱10注射器式SPE柱常見的注射器式萃取柱由三部分組成： A 柱管； B 篩板（燒結(jié)墊）； C 固相吸附劑。112、SPE盤123、96孔板SPE裝置還有一種常見的形式是96孔板，即將小體積固相萃取柱與具有96孔的萃取架相連，再通過自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行控制。這種裝置的柱床很薄，與樣品接觸面積大，可耐受很高的流速，因此能在較短的時(shí)間內(nèi)完成大批量樣品的制備134、SPME 固相微萃取器14五、固相萃取分類 一、SPE根據(jù)其相似相溶機(jī)理可分為三種：反相SPE吸附劑和目標(biāo)化合物通常是非極性的或極性較弱的，主要是靠非極性非極性相互作用，是范德華力或色散力。正相SPE吸附劑都是極性的取決于目

5、標(biāo)化合物的極性官能團(tuán)與吸附劑表面的極性官能團(tuán)之間相互作用，其中包括了氫鍵，鍵相互作用，偶極偶極相互作用和偶極誘導(dǎo)偶極相互作用以及其他的極性極性作用。離子交換SPE離子交換固相萃取是靠目標(biāo)化合物與吸附劑之間的相互作用的靜電吸引力 。15二、填料（吸附劑）的種類 吸附劑主要有硅膠鍵合、高分子有機(jī)聚合物以及其他吸附劑三大類。1 硅膠鍵合吸附劑 以球形硅膠作為基體，在特定條件下讓硅膠表面的硅羥基與硅烷化試劑反應(yīng)，使硅膠表面被指定的化學(xué)官能團(tuán)覆蓋，從而得到了硅膠鍵合吸附劑，鍵合官能團(tuán)的類型決定著硅膠鍵合吸附劑的吸附特性。162 高分子聚合物吸附劑 為了擴(kuò)大固相萃取技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域并改善萃取效果，含親水基團(tuán)

6、的聚苯乙烯/ 二乙烯基苯共聚吸附劑被開發(fā)出來。該吸附劑兼具親水基團(tuán)（吡咯烷酮基團(tuán)）和疏水基團(tuán)（二乙烯基苯），屬于反相吸附劑，對(duì)極性化合物和非極性化合物均有較好的保留，具有親水親脂平衡的特性。17 與傳統(tǒng)硅膠鍵合反相吸附劑（比如C18）相比，高分子聚合物吸附劑具備以下特性：（1）真正的通用性（2）更高的穩(wěn)定性（3）更寬的pH 值適用范圍（4）更高的吸附容量（5）不存在次級(jí)相互作用183 其他吸附劑硅酸鎂、石墨化炭黑、氧化鋁顆粒等。19在固相萃取過程中，“保留”（Retention）和“洗脫”（Elution）均受目標(biāo)化合物、吸附劑和溶劑環(huán)境三種因素的影響，對(duì)于給定的目標(biāo)化合物，選擇合適的吸附劑、

7、樣品溶劑以及洗脫溶劑是實(shí)現(xiàn)成功分離的關(guān)鍵。六、SPE的選擇20一、影響 SPE固定相和洗脫劑的選擇因素：（1） 試樣基質(zhì)和分析物的性質(zhì)， 如： 結(jié)構(gòu)、 極性、 溶解度和酸堿性質(zhì)等；（2） 試樣中分析物的濃度或濃度范圍； （3） 試樣溶劑的性質(zhì)， 試樣中存在哪些 對(duì)所選分析方法有干擾的物質(zhì)； （4） 用什么方法進(jìn)行試樣分析， 該方法對(duì)試樣有什么要求； （5） 試樣預(yù)處理所要達(dá)到的目的。21二、SPE吸附劑的選擇舉例22三、SPE洗脫液的選擇 如果洗脫液選得合適，樣品的凈化程度和分析物的回收率都會(huì)有較大提高。1、對(duì)反相吸附劑如鍵合硅膠 C18一般使用甲醇或乙腈作為洗脫劑。2、離子交換吸附劑最常采用

8、的洗脫劑是高離子強(qiáng)度（0.5 m）的緩沖液。有時(shí)候在上樣淋洗或洗脫時(shí)一種洗脫液極性太強(qiáng) 而另一種洗脫液極性太弱此時(shí)使用混合洗脫液來調(diào)節(jié)洗脫液極性可很好地滿足要求。23另一值得注意的問題是洗脫液互溶性，在上樣淋洗和洗脫時(shí)前后流過柱床的洗脫液必須互溶，如果后面的洗脫液與柱床內(nèi)的殘留洗脫液不能互溶就不能與固定相充分作用，將導(dǎo)致回收率低或凈化效果不理想。24附：SPE常用洗脫液25SPE常用洗脫液26四、SPE柱規(guī)格的選擇SPE 柱規(guī)格及上樣容量和洗脫參數(shù)規(guī)格最大上樣量最小洗脫體積100 mg/1 mL5 mg250 L200 mg/3 mL10 mg500 L500 mg/6 mL25 mg1.2

9、mL1 g/6 mL50 mg2.4 mL27各廠家SPE產(chǎn)品交叉參考28七、SPE的應(yīng)用SPE主要應(yīng)用在：1 、固相萃取技術(shù)在環(huán)境分析中2 、在生物樣品分析中3 、在微量毒物分析中4 、其它應(yīng)用29八、固相萃取應(yīng)用新進(jìn)展1、SPE自動(dòng)化 SPE可以不同程度的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，目前一些儀器公司已有自動(dòng)SPE裝置。吉爾森ASPEC (Automatic Sample Preparation with Extraction Columns)就是一個(gè)為固相萃取自動(dòng)化而設(shè)計(jì)生產(chǎn)的儀器。30SPE-W半自動(dòng)進(jìn)樣裝置 半自動(dòng)SPE, 是指萃取過程機(jī)械化,但將洗脫液轉(zhuǎn)移到進(jìn)樣閥則需手工操作。312、SPE新的吸附

10、劑 目前，固相萃取領(lǐng)域比較活躍的研究集中于如何尋找合適的吸附劑以選擇性富集目標(biāo)組分。 1、免疫親和的固相萃取材料 為了提高柱效與重現(xiàn)性擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域新型高選擇性識(shí)別能力填料基質(zhì)的開發(fā)研制是非常重要的.分子印跡聚合物(MIPs)獨(dú)特的選擇性和親和力適應(yīng)了這一發(fā)展要求. Sellergren 首次報(bào)道了將以甲基丙烯酸為單體合成的MIPs應(yīng)用于戊雙脒的固相萃取. 2、納米技術(shù)和納米材料323、在線聯(lián)用技術(shù) 固相萃取與其他分析技術(shù)的在線聯(lián)用隨著固相萃取法的廣泛使用也在日益發(fā)展，可以與多種分析技術(shù)聯(lián)用，如高效液相色譜(HPLC)、氣相色譜(GC)、質(zhì)譜(Ms)、原子發(fā)射光譜(AES)和電化學(xué)(EC)等。

11、 邱豐和等用X-5與大孔高分子樹脂的固相萃取預(yù)處理技術(shù),結(jié)合毛細(xì)管氣相色譜和 GC-MS。建立了人血漿中普魯卡因、利多卡因等 l 2種局部麻醉藥的篩選方法。334、固相微萃取 固相微萃取(SPME)是在固相萃取基礎(chǔ)上發(fā)展起來的嶄新的萃取分離技術(shù)。并且很快實(shí)現(xiàn)了商品化。34九、SPE的展望 鑒于SPE的優(yōu)點(diǎn)，該技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛。據(jù)估計(jì)在以下幾個(gè)方面有所發(fā)展： （1）用球形硅膠或高聚物作為填料基質(zhì)和改進(jìn)合成方法，提高柱效和重現(xiàn)性。引進(jìn)新型選擇性高或特效性的填料和具有不同極性的新SPME纖維；（2）為了滿足各種試樣的不同要求，提高工作效率和使用方便， 繼續(xù)完善和改進(jìn)柱構(gòu)型；（3）以新材料和填料制備SPE裝置， 減少空白中的雜質(zhì)， 擴(kuò)大SPE在痕量分析中的應(yīng)用； （4）進(jìn)一步改進(jìn)自動(dòng)化裝置， 提高工作效率。35參考文獻(xiàn)：1 固相萃取技術(shù)與應(yīng)用手冊(cè),第二版.迪馬科技.2 王璟琳,劉國宏,李善茂 ,等.固相萃取技術(shù)及其應(yīng)用J.長(zhǎng)治學(xué)院學(xué)報(bào),2005;22(5):21-263 劉耀馳,項(xiàng)偉中,徐偉箭,