固相萃?。⊿olid Phase Extraction.SPE)是個(gè)由柱色譜分離過(guò)程、分離機(jī)理、固定相和溶劑的
選擇等組成的試樣預(yù)處理技術(shù),由液固萃取和液相色譜技術(shù)相結(jié)合發(fā)展而來(lái),與高效液相色譜有許多相似之處。但是,SPE柱的填料粒徑(>40μm)大于HPLC填料(3~10μm),SPE柱色譜與HPLC色譜的差別是柱低、塔板數(shù)少、分離效率較低、一次性使用,用SPE只能分開(kāi)保留性質(zhì)有很大差別的化合物。
由于SPE實(shí)現(xiàn)了選擇性的提取、分離、濃縮三位一體的過(guò)程,操作時(shí)間短、樣品量小、干擾物質(zhì)少,因此可用于揮發(fā)性和非揮發(fā)性物質(zhì)分析并具有很好的重現(xiàn)性。借助于SPE可以實(shí)現(xiàn):從試樣中除去對(duì)以后的分析有干擾的物質(zhì);富集痕量組分,提高分析靈敏度;變換試樣溶劑,使之與分析方法相匹配;原位衍生;試樣脫鹽;試樣的儲(chǔ)存和運(yùn)送。SPE作為制備液體試樣優(yōu)先考慮的方法,取代了傳統(tǒng)的液-液萃取法。因此,自SPE出現(xiàn)以來(lái),一直以10%的年增長(zhǎng)率擴(kuò)大其應(yīng)用。
1 固相萃取的原理[1]
SPE 就是利用固體吸附劑吸附液體樣品中的目標(biāo)物,使目標(biāo)物與樣品的基體和干擾化合物分離,然后再用洗脫液洗脫或加熱介吸附,達(dá)到分離和富集目標(biāo)物的目的。固相萃取不需要大量互不相溶的溶劑,處理過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生乳化現(xiàn)象;因采用高效、高選擇性的吸附劑(固定相),固相萃取能顯著減少溶劑的用量:固相萃取的預(yù)處理過(guò)程簡(jiǎn)單,費(fèi)用低。
固相萃取實(shí)質(zhì)上是一種液相色譜分離,其主要分離模式也與液相色譜相同,可分為正相固相萃取、反相固相萃取及離子交換固相萃取。SPE 所用的吸附劑也與色譜常用的固定相相同,只是在粒度上有所區(qū)別。正相固相萃取所用的吸附劑都是極性的,吸附劑極性大于洗脫液極性,用來(lái)萃取極性物質(zhì)。在正相萃取時(shí)目標(biāo)物如何保留在吸附劑上,取決于目標(biāo)物的極性官能團(tuán)與吸附劑表面的極性官能團(tuán)之間的相互作用,其中包括了氫鍵、π-π鍵相互作用、偶
極一偶極相互作用、偶極一誘導(dǎo)偶極相互作用以及其他的極性一極性作用。反相固相萃取所用的吸附劑極性小于洗脫液極性,所萃取的目標(biāo)物通常是中等極性到非極性化合物,目標(biāo)物與吸附劑間的作用是疏水性相互作用,主要是非極性一非極性相互的色散力。離子交換固相萃取用的吸附劑是帶有電荷的離子交換樹(shù)脂,所萃取的目標(biāo)物是帶有電荷的化合物,目標(biāo)物與吸附劑之間的相互作用是靜電吸引力。
2
固相萃取的吸附劑(固定相)
2.1 吸附劑(固定相)的選擇目標(biāo)物的佳保留(即佳吸附)取決于目標(biāo)物極性與吸附劑極性的相似程度,兩者極性越相似,則保留越好(即吸附越好)。因此,選擇固相萃取中
的固定相吸附劑時(shí),要盡量選擇與目標(biāo)物極性和樣品溶劑極性相似的吸附劑,當(dāng)目標(biāo)物極性適中時(shí),正、反相固相萃取都可使用。吸附劑的選擇還受樣品溶劑洗脫強(qiáng)度的制約,溶劑強(qiáng)度在正,反固相萃取中的順序是不同的(見(jiàn)表1),如果樣品溶劑的洗脫強(qiáng)度太強(qiáng),目標(biāo)物
將得不到保留或保留很弱,例如,樣品溶劑是正己烷時(shí),用反相固相萃取就不合適了,這是因?yàn)檎和閷?duì)反相固相萃取是強(qiáng)溶劑,目標(biāo)物將不會(huì)吸附在吸附劑上:當(dāng)樣品溶劑是水時(shí)就可以用反相固相萃取,這是因?yàn)樗畬?duì)反相固相萃取是弱溶劑,不會(huì)影響目標(biāo)物在吸附劑上的吸附。
在選擇固相萃取分離模式和吸附劑時(shí),要考慮以下兒點(diǎn):①目標(biāo)物在極性或非極性溶劑中的溶解度;②目標(biāo)物有無(wú)可能離子化,從而決定是否采用離子交換固相萃取;③目標(biāo)物有無(wú)可能與吸附劑形成共價(jià)鍵,如果能形成共價(jià)鍵,再洗脫時(shí)有可能會(huì)遇到麻煩:④非目標(biāo)物與目標(biāo)物在吸附劑上的競(jìng)爭(zhēng)程度,這關(guān)系到目標(biāo)物與干擾化合物能否很好地分離。
2.2
國(guó)相萃取常用的吸附劑固相萃取實(shí)質(zhì)上是一種液相色譜的分離,所以凡是液相色譜柱填料的材料都能用于固相萃取,但由于液相色譜的柱壓相對(duì)較高,要求柱效較高,故對(duì)填料粒度的要求較為嚴(yán)格,對(duì)填料的粒徑分布要求也較高(范圍很窄)。固相萃取柱上所加壓一般都
不大,分離的目的只是把目標(biāo)物與干擾化合物和基體分開(kāi),對(duì)柱效的要求一般不高,因此它的填料都較粗,一般小于40μm即可,粒徑分布要求也不嚴(yán)格,成本較低。固相萃取常用吸附劑的類(lèi)型及用途參見(jiàn)表2,其中所用填料為硅膠,而Al2O3,Florisil、