色谱分析样品前处理技术-SPE固相萃取法原理与选择

样品前处理技术固相萃取技术卢志浩奥秘科技有限公司[e-mail]客服：0531-8856-3956前言试样的前处理是样品分析中至关重要的一环，传统的样品预处理方法往往手续复杂、耗时。具有溶剂消耗量少、对样品污染少、预处理时间短等优点的固相萃取技术已广泛地应用于环境的监测与分析中，成为一种常规分析方法。固相萃取(SPE)概念SPE：SolidPhaseExtraction是一种液相色谱分离，利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物与干扰化合物分离，达到分离和富集目标化合物的目的。HPLC与SPE比较HPLCSPE硬件不锈钢柱塑料柱颗粒度(um)3\540\50颗粒形状球型无定型球型塔板数/柱20-25,000100分离机理连续洗脱“数字式”开关洗脱操作成本设备成本中至高高低低分离模式多种多种操作可重复使用一次性为什么用SPE？•从基质中消除干扰物•保护色谱柱•减少样品与溶剂使用量•缩短处理时间•提高回收率固相萃取使用要点•1.准确了解样品物理及化学特性•2.选择合适的样品净化机理-保留被分析物，洗脱污染物-保留污染物，洗脱被分析物•3.选择适当的SPE产品-填料类型、柱容量、配套附件•4.选择老化及洗脱溶剂流动相①②固相萃取的模式及原理①阴离子交换②阳离子交换反相固相萃取正相固相萃取离子交换固相萃取固相萃取的分类•正相固相萃取所用的吸附剂都是极性的．取决于目标化合物的极性官能团与吸附剂表面的极性官能团之间相互作用，其中包括了氢键，π—π键相互作用，偶极－偶极相互作用和偶极－诱导偶极相互作用以及其他的极性－极性作用。固相萃取的分类•反相固相萃取所用的吸附剂和目标化合物通常是非极性的或极性较弱的，主要是靠非极性－非极性相互作用，是范德华力或色散力。•离子交换固相萃取是靠目标化合物与吸附剂之间的相互作用是静电吸引力。固相萃取选择分离模式和吸附剂时还要考虑以下几点：1.目标化合物在极性或非极性溶剂中的溶解度，这主要涉及淋洗液的选择。2.目标化合物有无可能离子化（可用调节pH值实现离子化），从而决定是否采用离子交换固相萃取。3.目标化合物有无可能与吸附剂形成共价键，如形成共价键，在洗脱时可能会遇到麻烦。4.非目标化合物与目标化合物在吸附剂上吸附点上的竞争程度，这关系到目标化合物与干扰化合物是否能很好分离。SPE产品选择指导可溶解样品非极性样品极性样品离子型样品反相填料正相填料离子交换填料反相固相萃取流动相：极性（水溶液）或中等极性固定相：非极性分离对象：中等到非极性物质反相固相萃取原理分析物中的CH键+硅胶表面官能团→吸附→极性溶液中的弱有机分析物→保留在SPE。用非极性溶剂解吸吸附在固定相中的目标物质。常用反相固相萃取柱BauloTMSPE小柱50um球形高效硅胶，颗粒分布窄，传质均匀99.9％高纯硅胶，杂质干扰小单层C18键合填料，全封尾，更好的重现性正相固相萃取流动相：非极性、中等极性固定相：极性。分析物质：极性、中等极性、非极性正相固相萃取原理保留取决于分析物的极性官能团与吸附剂表面的极性官能团之间的相互作用。用比样品本身更强极性的溶剂洗脱吸附的分析物质。常用正相固相萃取柱①极性官能团键合硅胶-CN，-NH2，-Diol②极性吸附物质BauloTM-Silica，BauloTM-Florisil，BauloTM-Alumina溶剂极性图己烷异辛烷四氯化碳氯仿二氯甲烷四氢呋喃乙醚乙酸乙酯丙酮乙腈异丙醇甲醇水反相溶剂洗脱强度正相溶剂洗脱强度离子交换固相萃取适用于带有电荷的化合物（水溶液、有机溶液）。原理：静电吸引，化合物上的带电荷基团与键合硅胶上的带电荷基团之间的吸引。分为：阴离子交换和阳离子交换。阴离子（负电荷）交换SAX、NH2：脂肪族季铵类盐+硅胶阳离子交换SCX：磺酸基；WCX：羧酸基团离子交换固相萃取法的要求通用SPE萃取程序反相填料A.老化1.用3-5ml甲醇冲洗填料2.用3-5ml水或缓冲液冲洗，上样前勿让填料流干。B.上样3.样品加到柱床上，以1-5ml/min.低流速通过填料。若所需样品不会被保留，此时应收集样品作分析。C.冲洗4.如果样品被保留，使用约5ml极性溶剂(如水、缓冲液或有机溶剂/水混合液)将弱保留干扰物洗出。D.用1-2ml非极性溶剂将所需物质洗脱，收集用于分析。通用SPE萃取程序正相填料A.老化1.用3-5ml非极性溶剂冲洗填料B.上样2.样品加到柱床上，以1-5ml/min.低流速通过填料。若所需样品不会被保留，此时应收集样品作分析。C.冲洗4.如果样品被保留，使用约5ml非极性溶剂将弱保留干扰物洗出。D.用1-2ml极性溶剂将所需物质洗脱，收集用于分析。通用SPE萃取程序离子交换填料A.老化1。用5ml去离子水或低离子强度缓冲液(0.001M-0.01M)冲洗填料B.上样2.样品加到柱床上，以1-5ml/min.低流速通过填料。若所需样品不会被保留，此时应收集样品作分析。C.冲洗3.如果样品被保留，使用约5ml去离子水或低离子强度缓冲液将弱保留干扰物洗出。D.用1-5ml高浓度缓冲液(0.1-0.5M)，或以缓冲液改变pH，使得样品不再离子化，将所需物质洗脱，收集用于分析。操作程序活化吸附剂萃取之前要用适当的溶剂淋洗小柱，以使吸附剂保持湿润，可以吸附目标化合物或干扰化合物。操作程序上样（吸附）样品倒入活化后的固相萃取小柱，然后利用抽真空，加压或离心的方法使样品进入吸附剂。操作程序洗涤（去除杂质）在样品进入吸附剂，目标化合物被吸附后，可先用较弱的溶剂将弱保留干扰化合物洗掉。操作程序洗脱和收集再用较强的溶剂将目标化合物洗脱下来，加以收集。活化吸附剂进样洗涤洗脱SPE分离机制与溶剂的选择高离子浓度缓冲液(0.1mol/L)低离子浓度缓冲液（0.1mol/L)阴性离子交换SPE高反离子强度低反离子强度高离子浓度缓冲液（＞0.1mol/L)低离子浓度缓冲液(0.1mol/L)阳离子交换SPE二氯甲烷、甲醇等正己烷、甲苯等正相SPE乙腈、甲醇或溶剂与水的混合物缓冲液或低浓度的甲醇或乙腈反相SPE典型的强溶剂（洗脱条件）典型的弱溶剂（保留条件）分离机制水样品中的PCB's（多氯联苯）ABCD*分离物：非极性化合物。*介质：强极性，水相介质。*吸附剂：C18。*萃取步骤：吸附剂预洗—正己烷吸附剂活化—甲醇，水。样品处理-加入2ml的甲醇到200ml的水样品中，通过吸附剂。分离物洗脱—正己烷。分离物分析—GC，电子捕获检测器。萃取小柱•聚丙烯管体•20um多孔聚乙烯筛板•多种柱床填料，一般为50mg,100mg,200mg,500mg,1g等多种重量。1ml,3ml,6ml等多种容量。SPE萃取小柱配件•串联/针筒连接器、盖、出口堵头、筛板•不锈钢针、聚丙烯针、Teflon针12管真空萃取装置考核1、SPE与HPLC的最大区别？2、固相萃取有哪几类？3、以C18SPE萃取为例：甲醇和乙酸乙酯哪个的洗脱能力更强？4、固相萃取操作的四个步骤？5、固相萃取选择吸附剂时，如何选择？简单说明。