3固相萃取详解
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II. 样品的添加
预处理后，试样溶液被加至并以一定的流速通过柱子。 在该步骤分析物被保留在吸附剂上。
SPE 操作步骤
III. 柱的洗涤
在样品通过萃取柱时，不仅分析物被吸附在柱子上，一 些杂质也同时被吸附，选择适当的溶剂，将干扰组分洗脱下 来，同时保持分析物仍留在柱上。
IV. 分析物的洗脱
用洗脱剂将分析物洗脱在收集管中，为了提高分析物的 浓度或为以后分析调整溶剂杂质，可以把收集到的分析物溶 液用氮气吹干，再溶于小体积适当的溶剂中。
固相萃取填料
?常用的正相吸附剂有硅酸镁、硅胶。 ?反相SPE 采用化学键合C18 、C8 等，其它还
有聚二甲基硅氧烷( PDMS) 聚丙烯酸盐( PA) 等聚合物。
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
固相萃取仪
固相萃取仪
? SPE装置由SPE小柱和辅件构成。 ? SPE小柱：由三部分组成，柱
管、烧结垫和填料。 ? SPE辅件：一般有真空系统、
真空泵、吹干装置、惰性气源、 大容量采样器和缓冲瓶。
SPE 操作步骤
I. 柱的预处理
为了获得高的回收率和良好的重现性，固相萃取柱在使 用之前必须用适当的溶剂进行预处理，预处理除去填料中可 能存在的杂质，另一个目的是使填料 溶剂化，提高固相萃取 的重现性 。
? 传统固相萃取的目标物与吸附剂之间的作用力是非特异性的, 通常需对萃取和洗脱条件进行仔细选择, 而且对不同基质的 分离与分析物需要选择不同的柱填料, 从而限制了固相萃取 的进一步发展。为了提高柱效与重现性、扩大其应用领域, 开发研制高选择性的固相吸附材料是非常重要的。
官能团
萃取小柱填料规格(反相) 基质 平均颗粒度 孔径 碳覆盖率 封尾
60 A 3.8%
有
60 A 3.5%
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 平均颗粒度 孔径 碳覆盖率
硅胶 50um
60 A 0
硅胶 50um
60 A 5.0%
硅胶 50um
60 A 6.0%
硅胶 50um
60 A 4.0%
硅酸镁 75-150um 60 A 0
与HPLC 的另一个差别是 SPE柱是一次性使用 。
HPLC与SPE比较
硬件 颗粒度 (um ) 颗粒形状 塔板数 /柱
分ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ机理
H PLC 不锈钢柱 5 球型 20- 25, 000
连续洗脱
操作成本 设备成本 分离模式 操作
中至高 高 多种 可重复使用
SPE 塑料柱 40 无定型 <100
“数字式” 开关洗脱 低 低 多种 一次性
Survey response %
Liquids Solids Goos and creams Gaseous Other
固相萃取原理
? SPE是一种吸附剂萃取，样品通过 填充吸附剂的一次性萃取柱，分析物和 杂质被保留在柱上，然后分别用选择性 溶剂去除杂质，洗脱出分析物，从而达 到分离的目的。
? SPE的分离模式主要取决于填充剂 的类型和溶剂的性质。
固相萃取的应用
? SPE 大多数用来处理液体样品，萃取、浓缩和净化其中的半 挥发性和不挥发性化合物，也可用于固体样品，但必须先处 理成液体。
? SPE 既可用于复杂样品中微量或痕量目标化合物的提取，又 可用于目标化合物净化与富集， 是目前残留分析中样品前处 理的主流技术之一。
? 目前国内主要应用在水中多环芳烃（ PAHs ）和多氯联苯 （PCBs ）等有机物质分析，水果、蔬菜及食品中农药和除 草剂残留分析，抗生素分析，临床药物分析等方面。
SPE 的分离模式
? SPE建立在传统的液-液萃取（LLE ）基础之上，结合物质 相互作用的相似相溶机理和目前广泛应用的HPLC、GC中 的固定相基本知识逐渐发展起来的。
? SPE根据其相似相溶机理可分为四种： 反相SPE (吸附剂极性小于洗脱液极性) 正相SPE (吸附剂极性大于洗脱液极性) 离子交换SPE 吸附SPE
氧化铝 130um
100 A 0
封尾 没有 没有 有 没有 没有 没有
样品预处理技术的革命 —— 固相微萃取（SPME ）技术
?克服了以前传统的样品预处理技术的缺陷，它无需溶剂和复杂装置， 它能直接从液体或气体样品中采集挥发和非挥发性的化合物，可以直 接在GC，GC/MS和HPLC上分析。 ?能与任何型号的气相和液相色谱连用，有手动和自动进样两种。
商品化的固相萃取吸附材料的缺点
C 18
硅胶 50um
60 A 6.0%
有
高流速 C 18 硅胶 100um
60 A 8.0%
有
高容量 C 18 硅胶 50um
60 A 17.0%
有
C8
硅胶 50um
60 A 4.5%
有
高容量 C 8 硅胶 50um
60 A 8.5%
有
乙基 C 2
硅胶 50um
60 A 5.5%
有
苯基 环己基
硅胶 50um 硅胶 50um
SPE法的优点
? (1 ) 简单、快速和简化了样品预处理操作步骤 ,缩短 了预处理时间。
? (2 ) 处理过的样品易于贮藏、运输 ,便于实验室间进 行质控。
? (3 ) 可选择不同类型的吸附剂和有机溶剂用以处理 各种不同类的有机污染物。
? (4) 不出现乳化现象 ,提高了分离效率。 ? (5) 仅用少量的有机溶剂 ,降低了成本。 ? (6) 易于与其他仪器联用 ,实现自动化在线分析。
固相萃取原理
SPE也是一个 柱色谱分离过程 ，分离机理、固定 相和溶剂的选择等方面与高效液相色谱（ HPLC ） 有许多相似之处。
但是SPE柱的填料粒径（ >40μm）要比HPLC 填 料（ 3~10μ m ）大。由于短的柱床和大的粒径， SPE柱效比HPLC 色谱柱低得多。
因此，用 SPE只能分开保留性质有很大差别的化 合物。
固相萃取
Solid Phase Ext raction , SPE
? 固相萃取：是 近年发展起来的一种样品预处理技术, 由液固 萃取和柱液相色谱技术结合发展而来 , 主要用于样品的分离、 纯化和浓缩。
? 广泛的应用在医药、食品、环保、商检、农药残留等领域。
一. 概述
样品类型
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。
预处理后，试样溶液被加至并以一定的流速通过柱子。 在该步骤分析物被保留在吸附剂上。
SPE 操作步骤
III. 柱的洗涤
在样品通过萃取柱时，不仅分析物被吸附在柱子上，一 些杂质也同时被吸附，选择适当的溶剂，将干扰组分洗脱下 来，同时保持分析物仍留在柱上。
IV. 分析物的洗脱
用洗脱剂将分析物洗脱在收集管中，为了提高分析物的 浓度或为以后分析调整溶剂杂质，可以把收集到的分析物溶 液用氮气吹干，再溶于小体积适当的溶剂中。
固相萃取填料
?常用的正相吸附剂有硅酸镁、硅胶。 ?反相SPE 采用化学键合C18 、C8 等，其它还
有聚二甲基硅氧烷( PDMS) 聚丙烯酸盐( PA) 等聚合物。
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
固相萃取仪
固相萃取仪
? SPE装置由SPE小柱和辅件构成。 ? SPE小柱：由三部分组成，柱
管、烧结垫和填料。 ? SPE辅件：一般有真空系统、
真空泵、吹干装置、惰性气源、 大容量采样器和缓冲瓶。
SPE 操作步骤
I. 柱的预处理
为了获得高的回收率和良好的重现性，固相萃取柱在使 用之前必须用适当的溶剂进行预处理，预处理除去填料中可 能存在的杂质，另一个目的是使填料 溶剂化，提高固相萃取 的重现性 。
? 传统固相萃取的目标物与吸附剂之间的作用力是非特异性的, 通常需对萃取和洗脱条件进行仔细选择, 而且对不同基质的 分离与分析物需要选择不同的柱填料, 从而限制了固相萃取 的进一步发展。为了提高柱效与重现性、扩大其应用领域, 开发研制高选择性的固相吸附材料是非常重要的。
官能团
萃取小柱填料规格(反相) 基质 平均颗粒度 孔径 碳覆盖率 封尾
60 A 3.8%
有
60 A 3.5%
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 平均颗粒度 孔径 碳覆盖率
硅胶 50um
60 A 0
硅胶 50um
60 A 5.0%
硅胶 50um
60 A 6.0%
硅胶 50um
60 A 4.0%
硅酸镁 75-150um 60 A 0
与HPLC 的另一个差别是 SPE柱是一次性使用 。
HPLC与SPE比较
硬件 颗粒度 (um ) 颗粒形状 塔板数 /柱
分ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ机理
H PLC 不锈钢柱 5 球型 20- 25, 000
连续洗脱
操作成本 设备成本 分离模式 操作
中至高 高 多种 可重复使用
SPE 塑料柱 40 无定型 <100
“数字式” 开关洗脱 低 低 多种 一次性
Survey response %
Liquids Solids Goos and creams Gaseous Other
固相萃取原理
? SPE是一种吸附剂萃取，样品通过 填充吸附剂的一次性萃取柱，分析物和 杂质被保留在柱上，然后分别用选择性 溶剂去除杂质，洗脱出分析物，从而达 到分离的目的。
? SPE的分离模式主要取决于填充剂 的类型和溶剂的性质。
固相萃取的应用
? SPE 大多数用来处理液体样品，萃取、浓缩和净化其中的半 挥发性和不挥发性化合物，也可用于固体样品，但必须先处 理成液体。
? SPE 既可用于复杂样品中微量或痕量目标化合物的提取，又 可用于目标化合物净化与富集， 是目前残留分析中样品前处 理的主流技术之一。
? 目前国内主要应用在水中多环芳烃（ PAHs ）和多氯联苯 （PCBs ）等有机物质分析，水果、蔬菜及食品中农药和除 草剂残留分析，抗生素分析，临床药物分析等方面。
SPE 的分离模式
? SPE建立在传统的液-液萃取（LLE ）基础之上，结合物质 相互作用的相似相溶机理和目前广泛应用的HPLC、GC中 的固定相基本知识逐渐发展起来的。
? SPE根据其相似相溶机理可分为四种： 反相SPE (吸附剂极性小于洗脱液极性) 正相SPE (吸附剂极性大于洗脱液极性) 离子交换SPE 吸附SPE
氧化铝 130um
100 A 0
封尾 没有 没有 有 没有 没有 没有
样品预处理技术的革命 —— 固相微萃取（SPME ）技术
?克服了以前传统的样品预处理技术的缺陷，它无需溶剂和复杂装置， 它能直接从液体或气体样品中采集挥发和非挥发性的化合物，可以直 接在GC，GC/MS和HPLC上分析。 ?能与任何型号的气相和液相色谱连用，有手动和自动进样两种。
商品化的固相萃取吸附材料的缺点
C 18
硅胶 50um
60 A 6.0%
有
高流速 C 18 硅胶 100um
60 A 8.0%
有
高容量 C 18 硅胶 50um
60 A 17.0%
有
C8
硅胶 50um
60 A 4.5%
有
高容量 C 8 硅胶 50um
60 A 8.5%
有
乙基 C 2
硅胶 50um
60 A 5.5%
有
苯基 环己基
硅胶 50um 硅胶 50um
SPE法的优点
? (1 ) 简单、快速和简化了样品预处理操作步骤 ,缩短 了预处理时间。
? (2 ) 处理过的样品易于贮藏、运输 ,便于实验室间进 行质控。
? (3 ) 可选择不同类型的吸附剂和有机溶剂用以处理 各种不同类的有机污染物。
? (4) 不出现乳化现象 ,提高了分离效率。 ? (5) 仅用少量的有机溶剂 ,降低了成本。 ? (6) 易于与其他仪器联用 ,实现自动化在线分析。
固相萃取原理
SPE也是一个 柱色谱分离过程 ，分离机理、固定 相和溶剂的选择等方面与高效液相色谱（ HPLC ） 有许多相似之处。
但是SPE柱的填料粒径（ >40μm）要比HPLC 填 料（ 3~10μ m ）大。由于短的柱床和大的粒径， SPE柱效比HPLC 色谱柱低得多。
因此，用 SPE只能分开保留性质有很大差别的化 合物。
固相萃取
Solid Phase Ext raction , SPE
? 固相萃取：是 近年发展起来的一种样品预处理技术, 由液固 萃取和柱液相色谱技术结合发展而来 , 主要用于样品的分离、 纯化和浓缩。
? 广泛的应用在医药、食品、环保、商检、农药残留等领域。
一. 概述
样品类型
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。