SPE-通过固相萃取进行样品富集和纯化-waters
SPE(固相萃取法)的介绍
硅酸镁 75-150u m 氧化铝 130u m
100 A 0
离子交换及其他类型SPE填料
离子交换 基质 交换容量 保留化合物 强阴离子S A X 8% 交联聚苯乙烯- 0. 200m g 带负电荷化合物 30/ 二乙烯基苯 强阳离子S C X 8% 交联聚苯乙烯- 0. 200m g 带正电荷化合物 48/ 二乙烯基苯 其他类型填料 D VB 100% 二乙烯基苯 40u m 环境污染物如酚 、酸性农药;极 性药物代谢物、 核酸等 水中极性有机物 ,尤其是分离开 酸性及中性/ 碱性 农药
分子量少于2000
可溶于水样品 离子性样品 阳离子型 阴离子型 反相 (压 抑 离 子 化 ) C2,C8,C18, 苯基、环己基 非离子性样品 反相萃取
强阳离子交换 SCX
强阴离子交换 SAX
C2,C8,C18, 苯基、环己基
溶剂极性图
反相溶剂洗脱强度
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
正相溶剂洗脱强度
萃取小柱填料规格(反相)
官能团 C 18 高流速C 18 高容量C 18 C8 高容量C 8 乙基C 2 苯基 环己基 基质 硅胶 硅胶 硅胶 硅胶 硅胶 硅胶 硅胶 硅胶 平均颗粒度 孔径 50u m 100u m 50u m 50u m 50u m 50u m 50u m 50u m 60 A 60 A 60 A 60 A 60 A 60 A 60 A 60 A 碳覆盖率 6. 0% 8. 0% 17. 0% 4. 5% 8. 5% 5. 5% 3. 8% 3. 5% 封尾 有 有 有 有 有 有 有 有
萃取小柱填料规格(正相)
官能团 硅胶 氨丙基 氰丙基 二醇基 弗罗里土 氧化铝 (酸性、中性 、碱性) 基质 硅胶 硅胶 硅胶 硅胶 平均颗粒度 孔径 50u m 50u m 50u m 50u m 60 A 60 A 60 A 60 A 60 A 碳覆盖率 0 5. 0% 6. 0% 4. 0% 0 封尾 没有 没有 有 没有 没有 没有
固相萃取SPE
固相萃取SPE一、概念和原理固相萃取(Solid-Phase Extraction,简称SPE)是一项从八十年代中期开始发展起来的样品前处理技术。
主要用于液体中的半挥发性、难挥发性物质的检测基于液-固相色谱理论,采用选择性吸附、选择性洗脱的方式对样品进行富集、分离、纯化,是一种包括液相和固相的物理萃取过程,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。
SPE是利用选择性吸附与选择性洗脱的液相色谱法分离原理。
其分离机理是利用杂质或目标化合物与样品技术基体溶剂和吸附剂之间亲和力的相对大小。
二、SPE的模式及原理1、正相SPE采用比样品本身更强极性的溶剂洗脱吸附的分析物质①吸附剂(固定相):极性键合相和极性吸附剂,如硅胶键合-NH2、-CN,-Diol(二醇基)silica、florisil、(A-,N-,B-)alumina、硅藻土等.②原理: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。
③作用机理:极性-极性、偶极-偶极、偶极-诱导偶极、氢键,π-π键等。
④流动相:非极性、中等极性⑤固定相:极性。
⑥分析物质:极性、中等极性、非极性⑦应用:从非极性溶剂样品中萃取极性化合物。
⑧常用正相固相萃取柱极性官能团键合硅胶-CN,-NH2,-Diol极性吸附物质ProElut TM-Silica,ProElutTM-Florisi ProElutTM-Alumina2、反相SPE用非极性溶剂解吸吸附在固定相中的目标物质。
①吸附剂(固定相):非极性或弱极性,如硅胶键合C18,C8, C4,C2,-苯基等。
②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。
③作用机理:非极性-非极性相互作用,如范德华力或色散力。
④流动相:极性(水溶液)或中等极性⑤固定相:非极性⑥分离对象:中等到非极性物质⑦应用:强极性的溶剂中(如水样)萃取是非极性或弱极性的化合物。
固相萃取-高效液相色谱法同时测定环境水体中微量药品和个人护理用品
固相萃取-高效液相色谱法同时测定环境水体中微量药品和个人护理用品吴立乐;任金涛;王凯;薛罡;刘振鸿;高品【摘要】A method of solid-phase extraction (SPE)combined with high-performance liquid chromatography (HPLC)was developed for simultaneous determination of 10 pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) in environmental waters.The water samples with pH of 5 were purified by SPE on Poly-Sery HLB column and eluted with 6 mL of methanol.The elution was separated using Agilent Eclipse XDB-C18 as stationary phase and a mixture of water and acetonitrile as mobile phasefor gradient elution.UV-detection at 224 nm was recorded.The linear relationship between the peak area and the mass concentration of 10 PPCPs were in the range of 0.5-20 mg ·L-1 ,with detection limits in the range of 6.0-54.6 μg·L-1 and lower limits of determination (10S/N)in the range of 20.1-182.1 μg·L-1 .Tests for recovery were made by adding standard samples to running water and surface water,giving values of recovery of 71.2%-108% and 56.7%-97.6%,respectively.The method was applied to assess the raw water and treated water of a sewage treatment plant.%结合固相萃取与高效液相色谱分析技术,建立了一种可以同时检测环境水体中10种微量药品和个人护理用品(PPCPs)的分析方法。
max固相萃取柱原理
max固相萃取柱原理固相萃取(Solid Phase Extraction,简称SPE)是一种常用的样品前处理方法,通过固相材料的选择性吸附和洗脱操作,实现了复杂样品中目标化合物的富集和纯化。
MAX固相萃取柱是一种常用的SPE装置,具有广泛的应用领域和重要的分析意义。
MAX固相萃取柱的原理基于化学吸附和物理吸附。
其核心部分是填充材料,包括各种不同的固相材料,如矽胶、活性炭、氨基、C18等。
这些固相材料通过选择性吸附静态或动态的方式,实现了样品中各种化合物的分离。
通过控制吸附条件,如pH值、溶剂类型和浓度等,可以调节萃取效果。
固相材料的选择通常基于目标化合物的特性和分析要求。
MAX固相萃取柱使用简单、操作方便,适用于水样、生物体液、食品、环境等各种复杂矩阵的样品前处理。
具体操作步骤如下:首先,将待分析的样品溶液通过注射器等方式加载到固相柱中;然后,通过洗脱溶液对固相材料进行洗脱,将目标化合物从其他干扰物中分离出来;最后,使用洗脱溶液将目标化合物洗脱下来,收集供后续分析。
MAX固相萃取柱具有许多优势。
首先,它能有效去除样品中的干扰物,提高目标化合物的分离纯度。
其次,该技术具有极高的富集效率,能够有效地提高分析灵敏度。
此外,MAX固相萃取柱具有批量处理样品的能力,实现高通量分析。
在实际应用中,使用MAX固相萃取柱前,需要对样品进行预处理,如过滤、酸碱调节等,以确保样品的适用性。
并且在选择固相材料时,应考虑样品的化学性质、目标化合物的亲水性或疏水性等因素。
需要注意的是,MAX固相萃取柱虽然能够富集和纯化目标化合物,但仍不能完全消除其他干扰物质的影响。
因此,在实际分析中仍需结合其他方法进行样品净化和分离。
综上所述,MAX固相萃取柱是一种常用、重要的样品前处理方法。
通过运用固相材料选择性吸附和洗脱操作,可以有效富集和纯化目标化合物。
在实际应用中,我们应根据样品特性和分析要求选择合适的固相材料,并结合其他技术手段,实现准确、高效、可靠的样品分析。
固相萃取-高效液相色谱(SPE-LC)法测定生活污水阴离子表面活性剂
固相萃取-高效液相色谱(SPE-LC)法测定生活污水阴离子表面活性剂固相萃取-高效液相色谱(SPE-LC)法测定生活污水阴离子表面活性剂引言:随着社会经济的快速发展和人口数量的不断增加,生活污水的处理成为一个重要且紧迫的问题。
生活污水中存在着各种有机物质,包括表面活性剂。
表面活性剂是一类广泛存在于生活污水中的物质,由于其强大的溶解能力和分散能力广泛应用于日常生活和工业生产中。
然而,过量的表面活性剂可能对水环境造成负面影响,因此对其测定和去除具有重要意义。
本文将介绍一种新的分析方法——固相萃取-高效液相色谱(SPE-LC)法用于生活污水中阴离子表面活性剂的测定。
该方法结合了固相萃取和高效液相色谱技术的优势,能够快速、准确地测定生活污水中的阴离子表面活性剂。
实验方法:1. 样品处理:首先,收集生活污水样品,并经过初步处理去除大颗粒物质。
然后,将样品置于加热搅拌下,在其中加入适量的盐酸进行酸化处理,使阴离子表面活性剂转化为相应的负离子态。
2. SPE-LC测定:将经酸化处理的样品经过固相萃取柱进行富集。
固相萃取柱选择合适的固相吸附材料,具备强大的吸附能力和高选择性,可以有效地富集阴离子表面活性剂。
随后,采用高效液相色谱仪进行定量分析。
高效液相色谱仪配备合适的色谱柱和检测器,能够快速、准确地分离和检测样品中的阴离子表面活性剂。
结果与讨论:通过对不同浓度的阴离子表面活性剂标准溶液进行测试,得到了线性范围和灵敏度。
通过检测实际生活污水样品,确定了该方法对生活污水中阴离子表面活性剂的测定具有较高的准确性和重现性。
此外,本方法还具有较短的分析时间和所需样品量较少的优点。
结论:固相萃取-高效液相色谱(SPE-LC)法是一种可行的方法,用于生活污水中阴离子表面活性剂的测定。
该方法具有准确性高、重现性好、分析时间短和样品消耗少的特点,为生活污水处理过程中对阴离子表面活性剂的监测和控制提供了有效手段。
然而,仍需要进一步研究优化该方法的操作参数,并对其他污水中的阴离子表面活性剂进行测定,以更好地解决生活污水处理中的问题通过使用盐酸进行酸化处理,将阴离子表面活性剂转化为相应的负离子态。
固相萃取SPE技术
固相萃取SPE技术一、固相萃取概念及基本原理:固相萃取(Solid Phase Extraction,简称SPE)是从八十年代中期开始发展起来的一项样品前处理技术。
由液固萃取和液相色谱技术相结合发展而来。
主要通过固相填料对样品组分的择性吸咐及解吸过程,实现对样品的分离,纯化和富集。
主要目的在于降低样品基质干扰,提高检测灵敏度。
固相萃取的基本原理和方法:SPE 技术基于液-固相色谱理论,采用选择性吸附、选择性洗脱的方式对样品进行富集、分离、纯化,是一种包括液相和固相的物理萃取过程;也可以将其近似的看作一种简单的色谱过程。
固相萃取(SPE)是利用选择性吸附与选择性洗脱的液相色谱法分离原理。
较常用的方法是使液体样品通过一吸附剂,保留其中被测物质,再选用适当强度溶剂冲去杂质,然后用少量良溶剂洗脱被测物质,从而达到快速分离净化与浓缩的目的。
也可选择性吸附干扰杂质,而让被测物质流出;或同时吸附杂质和被测物质,再使用合适的溶剂选择性洗脱被测物质。
二、固相萃取方法的优点相对于传统的液液萃取法和蛋白沉淀法,固相萃取具有无可比拟的优势:1.无需特殊装置和材料,操作简单2.集样品富集及净化与一身,提高检测灵敏度的最佳方法3.比液液萃取更快,节省溶剂4.可自动化批量处理5.重现性好三、固相萃取的分类固相萃取填料按保留机理分为:正相:Silica,NH2,CN,Diol,Florisil,Alumina反相:C18,C8,Ph,C4,NH2,CN,PEP,PS等离子交换:SCX,SAX,COOH,NH2等混合型:PCX,PAX,C8/SCX等按填料类型共分为4类:1.键合硅胶:C18(封端),C18-N(未端),C8,CN,NH2,PSA,SAX,COOH,PRS,SCX,Silica,Diol。
在SPE中最常用的吸附剂是硅胶或键合相的硅胶即在硅胶表面的硅醇基团上键合不同的官能团。
其pH适用范围2-8。
键合硅胶基质的填料种类较多,具有多选择性的优点。
固相微萃取(SPME)技术
酚类
酚类不仅是医药、染料、化工的中间体,而且还可 作杀虫剂和农药,如五氯酚是木材的防腐剂,饮用水氯 化处理产生卤代酚等。由于酚类化合物毒性较大,美国 EPA已将11种酚类化合物列入优先监测的有机污染物。 采用固相萃取(SPE)水中ng级的酚类化合物,结合 HPLC/紫外检测器分析,无需衍生化即可使苯酚等11种 酚类化合物获得良好的分离。
C8、氰基、苯基、双纯基填料、活性碳、硅胶、 氧化铝、硅酸镁、高分子聚合物、离子交换树脂、排 阻色谱吸附剂、亲和色谱吸附剂等。
★常用洗脱溶剂有:甲醇、水、乙酸、丙醇、异 丁醇、乙酸乙酯、氯仿、二氯甲烷、乙醚、苯、甲苯、 四氯化碳、环己烷、正己烷等。
4、 SPE的操作步骤及方法的建立:
SPE操作步骤包括有柱预处理、加样、洗去干扰物和 回收分析物四个步骤。
(1)柱预处理
以反相C18SPE柱的预处理为例。先使数毫升的甲醇通 过萃取柱,再用水或缓冲溶液顶替滞留在柱中的甲醇。柱 预处理有两个目的:
★除去填料中可能存在的杂质;
★使填料溶剂化,提高固相萃取的重现性。
填料未经预处理或未被溶剂润湿,能引起溶质过早穿 透,影响回收率。
(2)加样
预处理后,试样溶液被加至并通过SPE柱,在该步骤, 分析物被保留在吸附剂上。
例3. 固相萃取技术在水体有机物分析中的应用(董玉瑛
等,环境科学进展,1999,7(4):84-90)分析。
1、实验方法:用甲醇活化了的SPE(C18 ) 柱富集1L 水 样中PCOCs (控制流速在1L/h) ,提取结束时将柱用氮气 吹干后,分别以二氯甲烷、二氯甲烷:正己烷(1:1) 各 5ml 进行洗脱(控制流速2ml/min) ,洗脱液经无水硫酸钠 脱水后,进行旋转蒸发,浓缩约至0. 5ml 时,加入150μl 壬 烷,再继续旋转蒸发浓缩约至200μl ,改用N2 缓慢吹至 100μl 左右。加入含有五氯甲苯(PCT) 和十氯联苯(DCB) 两种内标物的混合液10μl (浓度为:10ng/μl) ,充分均匀后, 转入小样品瓶中,进行GC 分析。
固相萃取基本原理与操作
固相萃取基本原理与操作固相萃取(Solid Phase Extraction,SPE)是一种常用的样品前处理技术,用于从复杂的样品基质中富集和纯化目标化合物。
它在环境监测、食品安全、药物分析等领域得到广泛应用。
固相萃取的基本原理是利用固定在固相材料上的吸附剂选择性地吸附目标化合物,然后通过洗脱过程将目标化合物从吸附剂上解吸下来。
固相萃取操作一般包括以下几个步骤:1.准备固相柱:将固相柱安装在固相萃取仪器上,并根据需要装填合适的固相填料(如吸附剂)。
常用的吸附剂有C18矽胶、环烷基、聚合物和细碳纤维等。
2.样品预处理:将样品通过一系列的预处理方法,如过滤、离心浓缩、酸碱调节、转化、净化等,进行初步的处理,以去除杂质和提高目标化合物的浓度。
3.样品加载:将经过预处理的样品通过进样装置加载到固相柱中,将目标化合物以及其他可能的干扰物吸附在固相填料上。
4.洗脱:根据目标化合物和干扰物的亲水性和疏水性差异,选择适当的洗脱溶液进行洗脱,将目标化合物从固相填料上洗脱下来。
洗脱过程中通常使用有机溶剂,如乙腈、甲醇等。
5.浓缩和回溶:将洗脱液浓缩到一定体积,以提高目标化合物的浓度。
通常使用氮气吹扫、蒸发浓缩等方法进行浓缩。
浓缩后,可以选择适当的溶剂进行回溶,以获得满足实验要求的样品溶液。
固相萃取的基本原理包括如下几点:1.吸附选择性:固相柱上所选用的吸附剂可以根据目标化合物的亲水性或疏水性选择,从而将目标化合物吸附在固相填料上,不同的吸附剂对目标化合物和干扰物的选择性有所差异。
2.大体相分离:固相柱中的固相填料具有较大的比表面积,可以有效地与待吸附化合物进行物质交换,并将目标化合物从溶液中吸附到固相填料上,实现目标化合物和其他组分的分离。
3.清洗淋洗:通过选择适当的洗脱溶液,可以有效地去除吸附剂上非目标化合物的残留,提高目标化合物的纯度。
4.吸附静态平衡:吸附剂对目标化合物的吸附速度和平衡时的吸附量是固相萃取过程的一个重要参数,需要通过实验调整吸附时间和洗脱溶剂的体积,以达到最佳的吸附效果。
SPE
SPE定义SPE,固相萃取( Solid Phase Extraction,简称SPE)是1 种用途广泛而且越来越受欢迎的样品前处理技术。
SPE 是利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附, 与样品的基体和干扰化合物分离, 然后再用洗脱液洗脱或加热解吸附, 达到分离和富集目标化合物的目的。
与传统的液液萃取法相比较可以提高分析物的回收率,更有效的将分析物与干扰组分分离,减少样品预处理过程,操作简单、省时、省力。
广泛的应用在医药、食品、环境、商检、化工等领域。
因其具有安全、回收率高, 重现性好、操作简便、快速、应用范围广、易实现自动化操作[等特点, 从而显示出良好的发展前景, 在相关领域的应用越来越多[。
从1978 年美国Waters 公司首先将一次性SPE 商品柱投放到市场以来,据不完全统计, SPE 商品柱一直以每年10%的增长速度。
SPE装置SPE 装置一般由柱管、烧结垫, 固定相3 部分组成,其中固定相是SPE 柱中最重要的部分。
最常见的固定相是键合的硅胶材料, 也有很多非硅胶基的固定相被广泛应用。
工作原理固相萃取是一个包括液相和固相的物理萃取过程,主要适用于水中组分的处理。
吸附剂是固相,而液相是萃取过程中的水样或解析过程的有机溶剂。
当水样通过装有合适吸附剂的SPE 柱时,其中某些痕量待测物质被保留在固定相当中,然后再用少量的选择性溶剂浏兑,因此, SpE 是同时进行萃取和浓缩的有效方法。
由于其工作原理、固定相、溶剂的选择等方面与高效液相色谱有许多相似之处,SPE也可以近似的看成是一个简单的柱色谱过程。
固相萃取(SPE) 技术基于液-固相色谱理论,采用选择性吸附、选择性洗脱的方式对样品进行富集、分离、纯化,是一种包括液相和固相的物理萃取过程;也可以将其近似的看作一种简单的色谱过程。
SPE是利用选择性吸附与选择性洗脱的液相色谱法分离原理。
较常用的方法是使液体样品通过一吸附剂,保留其中被测物质,再选用适当强度溶剂冲去杂质,然后用少量良溶剂洗脱被测物质,从而达到快速分离净化与浓缩的目的。
固相萃取基本原理与应用
固相萃取基本原理与应用固相萃取(Solid-Phase Extraction,SPE)是一种常用的样品前处理技术,用于分离和富集目标物质。
固相萃取基于样品中不同成分的物理化学性质的差异,通过选择或调整萃取剂和固相材料,实现对目标物质的选择性富集和净化。
固相萃取广泛应用于环境监测、食品安全、药物分析、生物医学等领域,其原理和应用如下:1.基本原理固相萃取的基本原理是通过液相萃取的方式将待分析样品中的目标化合物以固相吸附剂的形式富集在其表面,而非直接溶解在溶剂中。
固相吸附剂通常为固体颗粒,其表面具有一定的化学性质,使其可以选择性吸附目标物质。
固相吸附剂选择应根据目标物质的化学性质、样品基质的复杂性以及目标物质与基质之间的亲疏水性等因素进行合理选择。
固相萃取通常包括以下几个步骤:样品预处理、样品加载、洗脱和目标物质的Elution。
首先,在样品处理之前需要对样品进行预处理,如固体样品的研磨和溶液样品的过滤。
然后,将样品与固相吸附剂接触,目标物质由样品基质中被吸附在固相吸附剂上。
洗脱步骤是为了去除干扰物质,保留目标物质。
最后,目标物质以合适的溶剂进行洗脱,得到净化的目标物质。
2.应用领域固相萃取广泛应用于不同领域的样品前处理和分析中。
以下是一些常见的应用:2.1环境监测固相萃取在环境监测中扮演了重要角色。
它可以应用于水体、土壤、大气等样品中有机污染物的富集和分离。
比如,对于水样品,固相萃取通常用于分离和测定有机污染物如农药、药物残留、挥发性有机物等。
2.2食品安全固相萃取在食品安全领域中也有广泛应用。
食品中的农药残留、有害物质和食品添加剂等可通过固相萃取富集和分离。
固相萃取的优点在于其选择性、灵敏度和高效性,可以满足对食品安全的严格监测要求。
2.3药物分析固相萃取在药物分析领域也有重要应用。
药物在生物样品中的富集和分离可通过固相萃取实现。
例如,对于尿液样品,固相萃取被广泛应用于药物代谢产物、毒性物质和药物残留的分析。
固相萃取的概念、步骤和操作
固相萃取的概念、步骤和操作概念:利用固体吸附剂将样品中的目标分析物吸附,与样品的基质和干扰物分离,然后再用有机溶剂或加热解吸附,达到分离、纯化及浓缩目标物的目的。
固相萃取(SPE)是利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附,与样品的基体和干扰化合物分离,然后再用洗脱液洗脱,达到分离和富集的目的。
先使液体样品通过一装有吸附剂(固相)小柱,保留其中某些组分,再选用适当的溶剂冲洗杂质,然后用少量溶剂迅速洗脱,从而达到快速分离净化与浓缩的目的。
SPE可以用于所有类型样品的处理,但是液体样品是最容易处理的与液液萃取(LLE)相比,固相萃取具有如下优点:①回收率和富集倍数高;②有机溶剂消耗量低,减少对环境的污染;③更有效的将分析物与干扰组分分离;④无相分离操作过程,容易收集分析物;⑤能处理小体积试样;⑥操作简便、快速,费用低,易于实现自动化及与其他分析仪器联用。
固相萃取的基本原理:吸附剂上的活性部分对目标物和样品基质的分子作用力存在差异固相萃取保留或洗脱的机制取决于被分析物与吸附剂表面的活性基团,以及被分析物与液相之间的分子作用力。
洗脱模式:一种是目标化合物比干扰物与吸附剂之间的亲和力更强,因而被保留,洗脱时采用对目标化合物亲和力更强的溶剂;另一种是干扰物比目标化合物与吸附剂之间的亲和力更强,则目标化合物被直接的洗脱。
通常采用前一种洗脱方式。
一、固相萃取的分离模式:反相固相萃取、正相固相萃取、离子交换萃取、免疫亲和1、反相固相萃取:吸附剂(固定相)是非极性或弱极性的,如硅胶键合C18, C8, C4,C2,-苯基等。
流动相为极性(水溶液)或中等极性样品基质。
吸附剂的极性小于洗脱液的极性。
应用:可以从强极性的溶剂中(如水样)萃取非极性或弱极性的化合物。
作用机理:非极性-非极性相互作用(疏水作用),如范德华力或色散力。
例如水中PAHs,利用C18柱,甲醇洗脱剂洗脱。
2、正相固相萃取:(1)吸附剂:极性键合相,如硅胶键合氨基-NH2、氰基-CN,-Diol(二醇基);(2)极性吸附剂,如silica、Florisil、(A-,N-,B-)alumina、硅藻土等。
固相萃取使用方法
固相萃取使用方法固相萃取(SPE)是分离、富集或净化化学物质的一种技术。
其原理是通过静态或动态流动的方式将目标化合物从复杂的混合物中分离出来,富集并纯化目标化合物。
在实验室和工业生产中,固相萃取是常用的分析技术之一。
本文将介绍固相萃取的使用方法。
一、固相萃取的类型和选择:在选择固相萃取方法之前,需要确定目标化合物的化学性质,如它的亲和性、极性或非极性等特征。
此外,还需要了解目标化合物在样品基质中的含量、复杂程度及审查物质的物理性质,比如pH、离子强度和溶剂极性等。
这些因素都会选择所使用的固相萃取材料和方法。
以下是一些常用的固相萃取材料:1.氢氧化铁铝(Fe3O4/Al2O3)2.聚合物吸附体(例如环雪毛寡聚三聚体,中空玻纤吸附体等)3. 硅胶(例如环山梨酯硅胶、脱水硅胶等)4.环压粉末(例如碳纳米管、金属有机骨架等)对于SPE的选择,我们需要根据样品基质、溶剂和需分析的化合物来确定使用哪种SPE材料和哪种SPE方法。
二、固相萃取的步骤:1. 样品制备:样品的制备是SPE的关键步骤之一。
首先,需要提取样品的化合物,通常使用溶剂萃取或超声波萃取方法。
其次,通过重复洗涤来清洁样品,以消除可能存在的干扰物。
最后,将样品从水中转移到有机溶剂中进行进一步的处理。
2.洗脱确定加入固相萃取柱中的适当洗脱剂(洗脱剂类型不同,适用于不同的样品)。
3.条件控制:pH和溶剂的影响对分离和萃取是重要的,因此根据所需的结果制定出一个适当的条件控制方案。
4.修饰:某些固相萃取柱可以在特定步骤中进行修饰。
5.萃取:将待检样品加入固相萃取柱,并将萃取柱接在萃取器上。
流动速度在SPE实验中非常重要,因为它直接影响到样品中化合物的富集和分离。
三、结论:固相萃取法是一种通用的分析方法,对样品制备和萃取条件的要求比较高。
一旦选择了正确的固相萃取柱、样品和溶剂,固相萃取法工作得非常高效、高精确和精确。
固相萃取柱的结果可以使用高效液相色谱分析或气相色谱分析进一步分析或检测。
固相萃取(SPE)原理及应用
固相萃取(SPE)原理及应用固相萃取(SPE)是一种用在色谱分析(如 HPLC、GC、TLC 色谱)前快速、选择性制备和纯化样品的技术,通过萃取、分配和/或吸附到固体固定相上,将一种或多种分析物从液体样品之中分离。
固相萃取样品制备可让样品从原始的基质环境转换为更简单的基质环境,由此使样品更适于后续色谱分析,往往可以简化并改善最终的定性和定量分析。
此外,更简单的样品基质也更容易满足分析系统要求,更有益于延长系统使用寿命。
通过理想的固相萃取处理步骤,您可以:•让样品基质变得与目标色谱方法更兼容。
•浓缩分析物(痕量富集)以提高灵敏度。
•去除可能在色谱分析过程中引起高背景、误导性峰和/或灵敏度下降的干扰成分。
•保护分析柱免受污染。
•实现萃取工艺自动化。
SPE原理在SPE过程中,固定相(吸附剂或树脂)通过强效但可逆的相互作用与分析物或杂质结合,从复杂样品中可靠、快速地萃取目标分析物。
由于不同的分析物和基质有多种吸附剂和洗脱条件可选,故SPE兼具选择性和通用性。
常见的SPE吸附剂包括:•硅基o反相(C18、C8、氰基、苯基)o正相(二氧化硅、二醇基、NH2)o离子交换(SAX,WCX,SCX)•碳基•基于聚合物(各种组分、不同功能)•其他吸附剂,例如Florisil®(硅酸镁)或氧化铝•混合床:连续层形式的上述任意吸附剂组合SPE策略默克Supelco® 温馨提示“吸附-洗脱SPE”:通过吸附剂捕获目标分析物,让基质干扰成分通过小柱。
“干扰物去除SPE”:通过吸附剂捕获基质干扰成分,让目标分析物通过。
HybridSPE和QuEChERS SPE方法均采用干扰物去除工作原理。
最适宜的SPE方法取决于分析物结构、溶解度、极性和亲脂性(分散系数)。
默克为此提供了选择指南,可帮助根据自身目标应用选择最适宜的固定相和溶剂。
常见SPE应用广泛用于制药、临床和高通量诊断检测、法医学、环境和食品/农业化学行业,适用于以下成分分析:•生物体液中的药物化合物和代谢产物•生物体液中的违禁药物•饮用水和污水中的环境污染物•食品/农业基质中的农药、抗生素或霉菌毒素•蛋白质和多肽脱盐•脂质组分分离•水溶和脂溶性维生素。
固相微萃取原理
固相微萃取原理
固相微萃取(SPE)是一种用于样品前处理的技术,它在分析化学领域中得到
了广泛的应用。
固相微萃取的原理是利用固相萃取材料对目标化合物进行选择性吸附和脱附,从而实现对样品的富集和净化。
这种方法具有操作简便、富集效果好、消耗少量有机溶剂等优点,因此在环境监测、食品安全、药物分析等领域得到了广泛的应用。
固相微萃取的原理基于化学吸附和脱附过程。
在固相微萃取过程中,样品溶液
首先通过固相萃取柱,目标化合物会与固相材料发生化学吸附,而其他干扰物质则会被排除。
接着,通过改变溶剂的极性或pH 值等条件,使得目标化合物发生脱附,从而得到富集的目标化合物。
固相微萃取的原理主要包括亲合吸附、离子交换、疏水相互作用等。
亲合吸附
是指固相萃取材料与目标化合物之间存在化学亲和力,从而实现选择性吸附。
离子交换则是利用固相材料上的功能基团与溶液中的离子发生反应,实现目标离子的选择性吸附。
疏水相互作用则是通过固相材料的疏水性实现对目标化合物的富集。
固相微萃取的原理虽然简单,但在实际应用中需要根据样品的特性选择合适的
固相材料、溶剂和萃取条件。
固相微萃取技术的发展也在不断完善,例如固相萃取柱的材料不断更新,新型固相萃取材料的研发等,为该技术的应用提供了更多的选择。
总的来说,固相微萃取技术以其简便、高效、环保的特点,成为了样品前处理
中的重要手段。
通过对固相微萃取原理的深入理解,可以更好地应用该技术于实际分析中,为分析化学领域的发展提供更多可能性。
环境分析中的固相萃取技术应用
环境分析中的固相萃取技术应用固相萃取技术(Solid-phase extraction, SPE)是一种常用的样品前处理技术,广泛应用于环境监测领域。
本文将对固相萃取技术在环境分析中的应用进行分析。
环境分析是研究环境中各种污染物的存在和来源,以及评估其对环境和人类健康的影响的过程。
固相萃取技术是环境分析中最常用的样品前处理技术之一。
首先,固相萃取技术可以应用于水样中污染物的富集和分离。
水是重要的环境介质,其中包含了许多有机污染物和无机污染物。
通过使用适当的固相萃取柱和固相萃取填料,可以有效地富集和分离水样中的污染物。
例如,在环境监测中,常用的固相萃取柱有萃取柱、固相萃取柱和固相微萃取柱等。
这些柱子能够选择性地吸附目标物质并去除干扰物质,从而提高分析的灵敏度和准确性。
其次,固相萃取技术还可以应用于土壤和沉积物样品中污染物的提取和分离。
土壤和沉积物是环境中重要的固相介质,它们经常受到有机和无机污染物的污染。
通过使用固相萃取技术,可以有效地提取和分离土壤和沉积物样品中的污染物。
例如,可以使用萃取柱将土壤中的有机污染物吸附后,再用适当的溶剂洗脱目标物质。
这样可以大大简化样品前处理过程,提高分析效率。
此外,固相萃取技术还可以应用于大气颗粒物样品中有机污染物的提取和分离。
大气颗粒物是空气污染物的载体,其中也含有许多有机污染物。
通过使用固相萃取技术,可以从大气颗粒物样品中提取和富集有机污染物。
例如,可以使用固相萃取柱将大气颗粒物样品中的有机污染物吸附,然后用适当的溶剂洗脱目标物质。
这样可以减少对大气颗粒物样品的处理步骤,提高样品的分析效率。
最后,固相萃取技术还可以应用于食品和生物样品中污染物的提取和富集。
食品和生物样品可能受到环境中有机和无机污染物的污染,通过使用固相萃取技术,可以从食品和生物样品中提取和富集目标物质。
例如,在食品分析中,可以使用固相萃取柱将食品样品中的有机污染物吸附后,再用适当的溶剂洗脱目标物质。
固相萃取技术SolidPhaseExtractionSPE
固相萃取技术(Solid Phase Extraction, SPE)液液分配(LLE)有许多局限性,例如需要大量不互溶溶剂;样品处理步骤复杂;样品回收率和精密度不理想;处理过程中乳液的形成,和溶剂蒸发时产生的样品损失等等。
固相萃取(SPE)主要用于样品分析前的净化或浓缩富集。
与传统的液-液萃取相比,由于其采用了高效、高选择性的固定相,能显著减少溶剂用量,简化样品预处理过程,同时所需费用也有所减少,一般来说,固相萃取所需时间为液-液萃取的1/12,费用为液液分配的1/5。
固相萃取能用于气相色谱、液相色谱、红外光谱、质谱、核磁、紫外和原子吸收等各种分析方法的样品预处理。
正因为固相萃取柱独特的性能,自70年代问世以来,其全球需求量迅速增长。
总的来讲,固相萃取法改进了样本制备技术:1可批量进行;2节省时间;3减少溶剂使用和废物产生;4多种键合固定相选择性;5可富集痕量分析物;6可消除乳化现象;7易于自动化;8回收率高、重现性好。
一个固相萃取柱由三部分组成:(l)柱管;(2)烧结垫;(3)固定相。
柱管由血清级的聚丙烯制成,一般做成注射器形状。
一些厂家也提供玻璃的柱管。
柱管下端有一突出的头,此头的尺寸已标准化,可用于各种不同的固相萃取多管真空装置。
烧结垫除能固定固定相外,也能起一些过滤作用。
聚乙烯是常见的烧结垫材料,对于特殊要求也可采用特氟隆或不锈钢片。
固定相是固相萃取柱中最重要的部分。
最常见的固相萃取固定相是键合的硅胶材料。
一般采用孔径60A不规则形状的40u硅胶微粒作为原材料,然后将各种官能团键合上去。
也有一些非硅胶基质的固定相被广泛应用。
其一般操作步骤是:液态或溶解后的固态样品倒入活化过的固相萃取柱,然后利用抽真空、加压或离心等方式使样品进入固定相。
为了同时处理多个样品,往往需要一个固相萃取柱多管真空装置。
一般来说,固相萃取柱将保留所需要的组分和类似的其他组分,并尽量减少不需要的样品组分的保留。
弱保留组分的样品可用一溶剂冲洗掉,然后用另一溶剂把感兴趣的分析物从固定相上洗脱下来。
固相萃取技术原理及应用介绍-Waters
• 柱芯式(需Sentry Guard套件) 和标准柱 • 由切换阀和软件控制,无需人工操作
©2017 Waters Corporation 7
为什么要进行SPE?
去除干扰物,以便取得:
– – – – 更好的分离效果 更可靠的分析结果 更长的色谱柱寿命 更少的系统故障
富集痕量样品,以便取得:
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基于极基于极性的分离 基于极性分离的分离
工作原理:
利用待测化合物的极性或非极性特点而设计,而分子结构决定分子的极性属性
化合物的形为
“性质相近的相互吸引 -- 性质相反的不相互吸引” “Likes Like Like -- Opposites Are Not Attracted”
* 极性化合物吸引其它极性化合物 (相互吸引)
化合物的极性谱 极性 非极性
盐类
醇类
醚类
芳香族化合物
氟化物
酸类
酮类
卤化物
脂肪族化合物
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基于极性的分离 ——流动相的极性谱
流动相的极性谱 极性 非极性
水 ------ 乙醇 ------ 乙腈
------
四氢呋喃 ------ 正已烷
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固相萃取技术原理及应用介绍
沃特世消耗品部
贺小蔚
2017.9.19
©2017 Waters Corporation
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•目录
固相萃取技术的基础原理及发展 固相萃取的技术介绍 分离原理
固相萃取技术分离策略的选择及相关应用 捕获目标化合物策略
通过净化策略
高效液相色谱制样
高效液相色谱制样高效液相色谱(High Performance Liquid Chromatography,缩写为HPLC)制样是指在对分离物质进行谱图检测前,将样品中的目标物质通过一系列方法进行富集、精制处理,以达到更好的分离效果。
HPLC是一种广泛应用于化学、生物、医药等领域的分析技术,在生产和科研中被广泛使用。
HPLC制样的基本流程主要包括样品的预处理和HPLC分离之前的样品富集处理。
样品预处理是指将样品中可能存在的干扰物质去除,以便于后续的分离和检测。
而HPLC分离前的样品富集处理,则是指将目标物质从复杂的样品基质中富集纯化,以提高检测的灵敏度。
样品预处理主要包括:1. 样品的前处理:如样品的粉碎、研磨、混匀等步骤,以确保样品中的目标物质均匀分布。
2. 样品的净化:如样品的过滤、离心等步骤,以去除杂质物质,确保样品的纯度。
3. 样品的化学转化:如样品的酸碱调节、氧化还原、酶解、蒸馏等步骤,以使目标物质得到更好的稳定性和纯度。
HPLC分离前的样品富集处理主要包括:1. 固相萃取(solid-phase extraction,简称SPE):将样品溶液通过固相柱,以富集目标物质,去除干扰物质。
2. 液-液萃取(liquid-liquid extraction,简称LLE):利用样品中组分的亲疏水性差异,采用萃取剂与样品进行混合萃取分离。
3. 气相萃取(gas chromatography,简称GC):将样品挥发成气态,通过气相柱,以分离目标物质。
4. 薄层色谱(thin-layer chromatography,简称TLC):利用样品在薄层分离柱中的迁移差异,以分离目标物质。
总之,HPLC制样是HPLC分析中非常关键的步骤,通过对样品的预处理和富集处理,可以最大限度地提高分离和检测的效果,使得检测结果更加准确、可靠。
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SPE——通过固相萃取进行样品富集和纯化为何使用固相萃取(SPE)技术1. 您需要从样品中去除特定干扰物,以免它们在目标分析物的检测和定量过程中影响实验结果。
在此处所示的示例中,不适当的样品制备方案未能去除干扰物,导致提取物呈现出残留的黄色干扰物,色谱图中目标分析物与多个干扰峰发生了重叠。
2. 您需要提高初始样品中目标分析物的浓度,以便所用的分析技术能够更轻松地对其进行检测和准确定量。
如果目标分析物可被较强地保留,那么可能需要在SPE色谱柱上加载较大的样品量,随后仅以极小体积的洗脱液将此分析物洗脱下来,由此提高样品中分析物的浓度。
3. 您需要去除样品中的干扰物(即使不可见),这些干扰物会在质谱检测中抑制目标分析物的信号。
在此处的示例中,蛋白沉淀法无法去除血浆提取物中的磷脂,从而造成严重的离子抑制。
优化的复合模式SPE方案可获取最纯净的提取物,并可在最大程度上降低离子抑制效应。
What is Solid-Phase Extraction (SPE)?Don't be confused by the term solid-phase extraction [SPE]. A typical SPE device has 50 times more separation power than a simple, single liquid-liquid extraction. SPE is actually column liquid-solid chromatography. Since SPE is liquid chromatography [LC], its practice isgoverned by LC principles. A sample is introduced into a column or a cartridge device containing a bed of appropriate particles, or other form, of a chromatographic packing material [stationary phase]. Solvent [mobile phase] flows through the bed. By choosing an appropriate combination of mobile and stationary phases, sample components may pass directly through the column bed, or they may be selectively retained.Individual compounds in the sample each typically appear to travel at different speeds through the device. Using a weaker solvent causes them to move slowly and/or be strongly retained. A stronger solvent speeds up their passage through the bed and elutes the analyte(s) in a more concentrated volume. Elution from an SPE device is usually done by increasing the strength of the mobile phase in a series of discrete, rather than continuous, steps during which selected analytes or interferences are either fully retained or rapidly eluted-this variation of gradient elution called a step gradient.Most commonly, SPE is practiced using miniature column or cartridge devices. An example is shown here. A mixture of three dyes is loaded onto the cartridge in a weak solvent, causing strong sample retention in a narrow band that appears black at the column inlet. Subsequent gradient steps, each with a successively stronger solvent, are used to elute the dyes individually [yellow, red, then blue].Typical SPE cartridges are low-pressure devices-constructed of solvent-resistant plastic or glass-filled with particles ≥30 µm in diameter. Suitable flow rates may be achieved by gravity or with the assistance of vacuum or low positive pressure. [The latter requires putting a cap on the open inlet of a column or using a sealed device with inlet and outlet fittings.]Importance of Sample PreparationIn the last two decades, dramatic advances in analytical instrumentation and laboratory information management systems shifted the analyst's predominant tasks from assaymeasurements to sample preparation and data processing. As the stringency of requirements for higher sensitivity, selectivity, accuracy, precision, and number of samples to be processed has escalated, the corresponding increases in speed and sophistication of analysis and data collection have outpaced improvements in the many traditional techniques of samplecollection and preparation. By some estimates, 75 to 80% of the work activity and operating cost in a contemporary analytical lab is spent processing and preparing samples forintroduction or injection into an analytical separation and/or measurement device. Clearly, efforts directed and products designed to streamline sample preparation protocols are essential to future progress in analytical science.Goals of Sample PreparationSuccessful sample preparation for most analytical techniques [HPLC, GC, spectrophotometry, RIA, etc.] has a threefold objective: namely, to provide the sample component of interest▪in solution▪free from interfering matrix elements▪at a concentration appropriate for detection or measurement.To accomplish these goals, a sample, or a representative portion thereof [not always easy to obtain], is prepared via traditional methods of dissolution, homogenization, extraction[liquid- or solid-phase], filtration, concentration, evaporation, separation, chemicalderivatization, standardization [internal or external], etc.Usually such methods are used in combinations of multiple steps, which form a sample prep protocol. The fewer steps and methods used in any given protocol, the simpler, moreconvenient, cost effective, and less time consuming it is. Simpler protocols lend themselves more readily to automation and also lead to increased accuracy, reliability, reproducibility, and safety.Innovation in Sample Preparation MethodsThere are many ways to combine standard tools and techniques to accomplish the goals of sample prep. However, it is best to seek innovative means to streamline sample prepprotocols:▪to combine the functions of several steps, if possible, into one operation;▪to eliminate needless sample transfers and manipulations;▪to reduce the scale as much as practicable [gaining economies of time, labor, and cost];▪to use new tools in creative ways.Benefits of Solid-Phase Extraction [SPE] CartridgesWhen compared to other sample preparation processes, solid-phase extraction using SPE cartridges offers:Lower Cost • lower solvent consumption• lower reagent consumption• less apparatusGreater Recoveries • min imal sample transferFaster Protocol • fewer stepsGreater Safety • less exposure to toxic agentsGreater Accuracy • no cross contaminationNo Emulsion Problems • less sample handling• fewer stepsNo Transporting of Samples to Lab • direct field samplingReduced Harm to Labile Samples • minimal evaporationMinimal Glass Breakage • less glassware used, less to washAchieving Sample Preparation Objectives with Solid-Phase Extraction [SPE]▪To remove sample constituents that elute after the analytes of interest or are strongly adsorbed:▪use solid-phase extraction with sorbent surface chemistry that is the same as that in the analytical HPLC column.▪tailor the gradient steps to elute analytes selectively.▪To remove sample constituents that coelute with an analyte of interest:▪use solid-phase extraction with sorbent surface chemistry and/or separation mode different from that in the analytical column.▪tailor the gradient steps to elute analytes selectively.▪To enrich sample components present in low concentration:▪tailor the gradient steps to elute analytes selectively.▪use "large" sample volumes in adsorption-promoting solvent.▪use "small" collection volume in desorption-promoting solvent.▪use sorbent chemistry tailored to the analyte, independent of that in analytical column.▪carefully choose chemistry of solid-phase extraction column so further sample prep will be unnecessary.▪To desalt samples:▪first, adsorb analytes on reversed-phase sorbent while salt breaks through unretained.▪then, after using water to wash away residual salt, desorb analytes using water-miscible organic solvent.▪To exchange solvents:▪adsorb the sample completely onto a strongly retentive sorbent and flush away the original solvent with a weaker eluent.▪elute the analyte with the desired solvent.▪To fractionate classes of compounds:▪use a step-gradient sequence to divide a sample-on the basis of hydrophobicity, polarity, or charge-into fractions containing groups of analytes that share common properties.▪To derivatize analytes using solid-phase reagents:▪adsorb a derivatization reagent on the surface of the sorbent; then, collect the sample (usually a gas) under conditions that favor complete adsorption of the analyte; wait for the reaction to occur and then selectively elute the derivative.SPE is ChromatographyKeep in mind that solid-phase extraction has the same fundamental basis as HPLC. Any knowledge of the chromatographic behavior of the analytes of interest, and of other matrix components, can help in choosing the proper sorbent and eluents. If, for example, you know that certain chromatographic conditions provide excellent separation of your analyte from interferences, then you may choose a similar SPE sorbent and solvent combination. Similarly, if you are trying to remove an interference that coelutes in HPLC, then you know a priori that similar SPE conditions will not be successful.General Elution ProtocolsThere are two general strategies for isolating and cleaning up sample components of interest:▪adsorb matrix interferences while components of interest pass through the cartridge unretained.▪adsorb components of interest while matrix interferences pass through the cartridge unretained.The first strategy is usually chosen when the desired sample component is present in high concentration. When components of interest are present at low levels, or multiplecomponents of widely differing polarities need to be isolated, then the second strategy is generally employed. Trace enrichment of compounds present at extremely low levels and concentration of dilute samples are also achieved by the second strategy.Steps of a Solid-Phase Extraction ProcedureThe following section describes the steps involved in a complete solid-phase extraction procedure. In many applications, one or more of the steps, listed below and subsequently described by general examples, can be omitted, thereby simplifying the procedure. The procedures illustrated here use samples containing dyes so that separations may be easily visualized. Keep in mind that most samples contain colorless components that require some type of detector or test to locate them in the collected fractions. Use the following information as a guideline in the development of your own procedure or when modifying procedures published in the literature.1.Pretreatment of the sample2.Conditioning of the cartridge3.Loading the sample4.Elution of the fractionsPrincipal Separation Modes in Solid-Phase Extraction [SPE]Normal-Phase ChromatographyThis mode is classically used to separate neutral organic compounds whose chemical nature ranges from hydrophobic to moderately polar.To perform normal-phase chromatography with SPE cartridges, use a step gradient of nonpolar solvents with a polar packing material.1.Condition the cartridge with six to ten hold-up volumes of non-polar solvent, usually thesame solvent in which the sample is dissolved.2.Load the sample solution onto the cartridge bed.3.Elute unwanted components with a non-polar solvent.4.Elute the first component of interest with a more polar solvent.5.Elute remaining components of interest with progressively more polar [stronger]solvents.6.When you recover all of your components, discard the used cartridge in a safe andappropriate manner.This procedure is illustrated in the figure below for a sample containing a mixture of three neutral, relatively non-polar organic dyes [yellow, red, and blue] that appears black when initially loaded onto the cartridge bed.Illustration of a General Elution Protocol for Normal-Phase Chromatography on SPECartridges(Silica, Florisil, Alumina, Diol, CN, NH2)Reversed-Phase ChromatographyBecause of the multiplicity of aqueous samples spanning a breadth of applications from environmental water to fruits and vegetables, from beverages to biological fluids, reversed-phase chromatography has become the predominant mode of SPE.To perform reversed-phase chromatography with SPE cartridges, use a gradient of strongly to weakly polar solvents [from weak to strong solvent elution strength] with a non-polar packing material.1.Solvate the silica-bonded phase or polymer packing with six to ten hold-up volumes ofmethanol or acetonitrile. Flush the cartridge with six to ten hold-up volumes of water or buffer. Do not allow the cartridge to dry out [unless using HLB].2.Load the sample dissolved in a strongly polar [weak] solvent [typically water].3.Elute unwanted components with a strongly polar solvent.4.Elute weakly retained components of interest with a less polar solvent.5.Elute more tightly bound components with progressively more non-polar [stronger]solvents.6.When you recover all the components of interest, discard the used cartridge in a safe andappropriate manner.This procedure is illustrated in the figure below for a sample of an aqueous grape drink containing two polar food dyes [red and blue], as well as sugar and artificial flavor [but no real grape juice!]. As prepared, this drink appears light purple in a glass, since the dye concentration is dilute. When a portion is loaded onto a prepared SPE cartridge, the strongly retained dyes become concentrated near the inlet in a dark purple band.Illustration of a General Elution Protocol for Reversed-Phase Chromatography on SPECartridges(C18, tC18, C8, CN, Diol, HLB, Porapak RDX, NH2)Ion-Exchange ChromatographyCompounds that are ionic or ionizable are often best isolated using some form ofion-exchange chromatography. This separation mode is orthogonal to the more widely used normal-phase and reversed-phase modes and provides a powerful, selective second dimension to sample preparation protocols.Illustration of the Two Major Types of Phases—Anion and Cation Exchange—and How They Selectively Attract and Retain Molecules of Opposite ChargeTo perform ion-exchange chromatography with SPE cartridges, use a gradient of pH or ionic strength with an ion exchange packing material.1.Condition the cartridge with six to ten hold-up volumes of deionized water or weak buffer.2.Load the sample dissolved in a solution of deionized water or buffer.3.Elute unwanted, weakly bound components with a weak buffer.4.Elute the first component of interest with a stronger buffer (change the pH or ionicstrength).5.Elute other components with progressively stronger buffers.6.When you recover all of your components, discard the used cartridge in an appropriatemanner.This procedure is illustrated in the figure below for a sample of an aqueous mixture of two ionic dyes with different pK a values. When loaded onto the cartridge, both are strongly retained, and the combination of blue and yellow components appears as a green band near the inlet.Illustration of General Elution Protocol for Ion-Exchange Chromatography on SPE Cartridges (NH2, Accell™ Plus QMA, Accell Plus CM, SCX, SAX, WCX, WAX)Cation and anion exchangers are further categorized as either weak or strong exchangers, depending upon the type of ionic group on their surface. Strong cation exchangers possess an acidic surface moiety such as a sulfonic acid that is always ionized [negatively charged] over the whole pH range. Weak cation exchangers possess an acidic surface moiety such as a carboxylic acid that is negatively charged at high pH but neutral at low pH. Similarly, strong anion exchangers typically bear quaternary ammonium groups that are always positively charged, while weak anion exchangers possess primary, secondary, or tertiary amine groups that may be positively charged at low pH but neutral at high pH.Use the following table as a guideline to choose the appropriate SPE ion-exchange cartridgetype for your particular analyte.Mixed-mode ion exchange chromatography combines the use of reversed-phase andion-exchange modes into a single protocol on a single SPE cartridge. It can be used to isolate and separate neutral, acidic, and basic compounds from a single complex matrix. An ideal mixed-mode SPE sorbent substrate remains water-wettable while exhibiting strong reversed-phase retention of hydrophobic compounds. On its surface are ion-exchange functionalities of one of the four general types just described above. Intermediate washes with organic solvent mixtures of appropriate elution strength may be used to isolate neutral compounds [including ionizable analytes in their neutral state]. Selective elution of ionically bound analytes may be attained by manipulating the charge of either the analyte [when bound to strong ion exchangers] or of the sorbent [for analytes bound to weak ion exchangers].下表汇总了各种SPE模式,为方法开发工作的开展提供了一个良好的起点:固相萃取选择色谱模式及吸附剂分析物中-低极性低-高极性/中性带电荷、可电离分离机制基于疏水性的分离基于极性的分离基于电荷的分离样品基质水溶液非极性有机溶剂水溶液/低离子强度SPE吸附剂的活化/平衡1. 用极性有机溶剂得到的溶剂化物2. 水非极性有机溶剂低离子强度缓冲液初步冲洗步骤水溶液/缓冲液非极性有机溶剂低离子强度缓冲液洗脱步骤增加极性有机溶剂的含量增加混合有机溶剂的洗脱强度更强的缓冲液——通过调节离子强度或pH值而中和电荷AX[阴离子交换]CX[阳离子交换]吸附剂官能团C18, tC18, C8, tC2,CN, NH2, HLB, RDX,Rxn RPSilica, Alumina,Florisil, Diol, CN,NH2Accell Plus QMA,NH2, SAX, MAX,WAXAccell Plus CM,SCX, MCX, WCX,Rxn CX吸附剂表面极性低至中等高至中等高高典型溶剂的极性范围高至中等低至中等高高典型的上样溶剂水、低强度缓冲液正己烷、氯仿、二氯甲烷水、低强度缓冲液水、低强度缓冲液典型的洗脱溶剂MeOH/水、CH3CN/水乙酸乙酯、丙酮、CH3CN缓冲液、高离子强度的盐类,提高pH缓冲液、高离子强度的盐类,降低pH样品洗脱顺序最大极性样品组分最先洗脱出来最弱极性样品组分最先洗脱出来最弱电离样品组分最先洗脱出来最弱电离样品组分最先洗脱出来为洗脱化合物而做的流动相溶剂改变减弱溶剂极性增强溶剂极性增加离子强度或提高pH值增加离子强度或降低pH值This has been a brief introduction to sample enrichment and purification using solid-phase extraction [SPE]. The best way to start using SPE is to first learn what others have done with analytes and/or matrices similar to those of interest to you. You will find > 7,700 references to the use of SPE in the Resource Library on . Fill in the blank with a partial compound or matrix name in the following search phrase:“Sep-Pak” OR “Oasis” AND ______*NOTE: Rather than risk a spelling error, use an asterisk [*] with a root name for best results. Using this same search string, even more references [> 60,000] may be found on GOOGLE Scholar.Further reading:J.C. Arsenault and P.D. McDonald, Beginners Guide to Liquid Chromatography, Waters [2007]; Order P/N 715001531on P.D. McDonald and E.S.P. Bouvier, A Sample Preparation Primer and Guide to Solid-Phase Extraction Methods Development, Waters [2001] Search for WA20300 on Waters, Purity by SPE [2008]; Search for 720001692en on U.D. Neue, P.D. McDonald, Topics in Solid-Phase Extraction. Part 1. Ion Suppression inLC/MS Analysis: A Review. Strategies for its elimination by well-designed, multidimensional solid-phase extraction [SPE] protocols and methods for its quantitative assessment [2005]; Search for 720001273en on 。