[科普中国]-正相固相萃取

固相萃取原理

固相萃取是利用选择性吸附与选择性洗脱的液相萃取分离原理，即生物样品通过含有吸附剂的固定相，保留其中某一组分，再选用适当的溶剂洗去杂质，然后用少量洗脱液迅速洗脱，从而达到分离、净化与浓缩的目的。这要求待测物质与固定相之间的作用力要大于待测物质与基质之间的作用力。待测分子与固定相之间的作用力包括:偶极、静电引力、氢键、离子键、范德华力等，有时也利用尺寸排阻。即使SPE具有较高的选择性，也不能完全去除杂质的干扰，因此后来又出现固相微萃取(SPME)、分子印记聚合物、盘状SPE(SPEC)及复合模式的SPE等。新近发展的固相萃取不但提高了选择性，而且加大了流速，缩短了分析时间，易于自动化。

正相固相萃取原理正相固相萃取是一种样品前处理技术。该技术利用固体吸附填料与样品中目标化合物之间的吸附作用与样品基质和干扰化合物的吸附作用的不同，从而达到分离富集目标化合物的目的，与高效液相色谱有许多相似之处。针对不同的分析物选用不同的色谱填料，如C8、C18反相色谱填料，氰基、酰胺基亲水色谱填料，阴/阳离子交换色谱填料或混合模式色谱填料，可实现不同的分离的目的。

正相萃取是将极性物质溶解在非极性溶剂(二乙醚、正丁烷等)中，经过强极性固定相而被吸附，二者间作用力包括偶极对、氢键、电子对，这种物质需强极性物质洗脱，要求洗脱剂的溶剂强度因子ε> 0.6，如甲醇(ε= 0.73)，常用吸附剂有氧化铝、硅酸镁、硅藻土和硅胶。正相萃取已用于分离提纯生物样品中的维生素D及其代谢物、脂肪酸、碳水化合物及酚类物质。一般用硅藻土、硅胶、氧化铝、硅酸镁等强极性吸附剂作，目标分析物为非极性或弱极性化合物，如脂溶性维生素、农药等。填充剂以硅胶使用最广泛，硅胶表面存在的大量硅醇基极性部位，可吸附溶解在非极性溶剂中的醇、醛、有机卤化物等中等极性化合物，然后用大于0.6的溶剂洗脱1。近年来也有人采用分子筛、玻璃珠、石墨碳以及极性比硅胶稍弱的带氨基、氰基的化学键合相作填充剂，后者适用于醛、酮、硝基化合物等中等极性化合物的分离。

正相固相萃取在兽药检测中应用正相固相萃取常用氧化铝、硅胶、聚酰胺、硅藻土、活性炭等强极性吸附剂作为正相固定相，利用被测物的极性官能团与填料表面的极性官能团通过氢键、π-π键间、偶极-偶极和偶极-诱导偶极相的相互作用力保留溶于非极性介质中的极性物质，常用极性溶剂作为洗脱液。Shao B等用硅胶柱净化动物源性食品中17种磺胺类药物残留，测定低限达0.01 ng/g～ 1.0 ng/g，回收率52%～ 120%。并对硅胶柱、氨基-丙烷、氰-丙烷SPE柱净化效果进行比较，丙酮与甲醇混合液作为洗脱液，硅胶柱灵敏度最高;Seo J等研究肌肉中7种激素类药物的测定，主要包括雌二醇、睾酮、孕酮、折仑诺、己烯雌酚、雌二醇代谢物，这类药物易溶于非极性溶剂，样品先C8柱净化，再用正己烷-乙酸乙酯混合液洗脱保留在硅胶柱中药物，然后乙酸乙酯-甲醇洗脱氨基柱，经过三种不同保留机理的固相萃取柱净化后样品的回收率在68%～ 106%，测定低限0.1 μg/kg～0.4μg/kg2。

固相萃取方法的选择固相萃取技术的分离模式有多种，具体使用哪种方法，主要取决于待处理样品的相对分子质量(Mr)及样品的性质。

1.选择固相萃取应考虑的问题：(1)待测物的化学性质:功能基团、能否离子化，是水溶性还是脂溶性。(2)基质的性质:pH值、离子强度、是水还是有机溶剂。(3)类似干扰物的性质。(4)待测物在样品中的浓度。(5)分析的检测限及灵敏度。(6)待测物是否需要富集、纯化。2.固定相的选择(根据相似相溶原则来选择固定相)：SPE的固定相是样品分离、纯化的关键，由于固定相关系到SPE的重复性、回收率、灵敏度、特异性，因此SPE的吸附剂一直是人们关注的热点。自SPE发明以来，聚合树脂的样品污染一直令人苦恼，1978年Waters公司发明了C18键合硅胶制成一次性小柱(Sep-pakR)，具有很高的可靠性和稳定性，已广泛应用于临床生化检验。凡可用于HPLC的吸附剂均可用于SPE，包括近年来针对药物滥用检测的“designerphase”。吸附剂的选择既要考虑样品各组分与固定相的亲和力、待测物与洗脱剂的作用力，还要考虑其通用性。就目前化学键合相而言，非极性键合相有C1、C2、C4、C6、C8、环己烷基、苯基、二苯基、C18等;极性和弱离子交换相有:氰基、二醇基、氨基、伯胺/仲胺基、丁酸基;强离子交换相有:丙磺酸基、苯磺酸基、季铵基等;吸附树脂有:XAD-2、GDX、X-5。具有选择专属性的苯基磺酸可用于分离共平面连位羟基结构分子。对于生物样品，大多溶解在水性物质里，待测物被离子化，用离子交换萃取分离极性很强的物质，非极性或弱极性分析物用R-P提取，正相萃取用于提取有机溶剂中的极性物质。吸附剂的用量必须保证从样品中有效吸附所有的待测物，不保留基质成分，增加吸附剂的量可增大吸附能力，但同时也增大洗脱体积，使待测物稀释，给干燥和定量带来困难。因此在达到有效吸附的前提下用最小量的吸附剂。