固相萃取优秀课件
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为提高目标化合物的浓度，可将收集到的化合物用氮气 吹干，再溶于小体积的溶剂中。
吸附：因能在水溶液中电离出弱酸根离子，故可以用 强阴离子交换柱 SAX 或弱阴离子交换柱 WAX萃取。
吸附之前，先调节溶液PH>6 ，使化合物以离子 状态存在。
洗脱：若用SAX柱——需用PH<2的酸性溶液洗脱 （能中和弱阴离子）, 或用一种高浓度阴离子洗脱。
若用WAX柱——需用PH<2的酸性溶液洗脱（能中和 弱阴离子）, 或用一种高浓度阴离子洗脱, 也可用碱性 溶液洗脱(能中和硅胶表面的氨基)。
HLB和ODS比较： pH适用范围宽： 1-14 柱子不怕抽干，碳链不 会塌陷。
可通过调节样品溶液的 pH值来选择性的保留酸性、 中性和碱性化合物。
高保留性
➢正相固相萃取
极性吸附剂：如硅胶键合-NH2、-CN、二醇基等 洗脱溶剂：非极性或弱极性，如正己烷、环己烷等。
应用：从非极性或弱极性溶剂中吸附极性化合物。
➢ 反相固相萃取（Reversed-Phase)
吸附剂：非极性或弱极性，如硅胶键合C18（ODS最常 用), C8, C4，C2, -苯基、高聚物等。
C4 、C8 ，-苯基的疏水性弱, 对非极性物质保留较C18弱. 洗脱溶剂：极性的甲醇、乙腈、丙酮及乙酸乙酯等。
应用：可以从强极性的溶剂中吸附非极性～中等极性的 化合物。
如抗生素、咖啡因、药物、染料、芳香油、脂溶 性维生素、杀菌剂、除草剂、碳水化合物、苯酚、类 固醇、表面活性剂、茶碱等。
非极性烷基
极性功能团
溶剂膜
有机分子 非极性部分
硅胶表面
硅胶-C18H37，ODS
HLB柱 hydrophilic-lipophillic balance
HLB: 亲脂的二乙烯基苯和亲水的N-乙烯基吡咯烷酮 按比例聚合而成。
离子浓度相近时，电荷高，水合离子半径小的离 子易被吸附。
强酸性阳离子交换柱 : Fe3+>Cr3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+>NH4+>Na+>H+>Li
+
弱酸性： H+ >Fe3+ > Cr3+> Al3+> Ca2+> Mg2+> >K+≈ NH4+ > Na+> Li+
强碱性： Cr2O72- >SO42- >CrO42- >NO3- >Cl- >OH- >F>HCO3- >HSiO3-
固相萃取
3.8.1 固相萃取（SPE）
1、固相萃取装置：固相萃取柱是一根直径为数毫米的 小柱子。由柱管、烧结垫和固定相 三部分组成。
固相萃取 小柱
与HPLC比较，(1) 柱效低（柱床短、填料粒径大, n=10－50塔 板）,只能分开保留性质有很大差别的化合物;(2) 目标物被固定相 牢固吸附或完全不被保留;(3) SPE柱是一次性柱。
2、固相萃取的原理 当样品溶液通过固相萃取柱时，Baidu Nhomakorabea于固体吸附剂
对目标化合物的吸附能力大于母液对该化合物的溶解 能力，使目标化合物被吸附在吸附剂表面，而其他组 分则流出柱子。再用洗脱液将目标化合物洗脱或加热 解吸附，以达到分离和富集目标化合物的目的。
目标化合物与吸附剂的极性越接近，则亲和力越大，保留越强。
➢ -NH2：有较强的氢键结合能力，对某些多官能团化合 物如甾体、强心甙等有较好的分离能力。 -CN：从样品溶液中吸附极性化合物, 如酚类、类固醇等 ➢ -Diol(二醇基): 可用于分离有机酸、甾体和蛋白质。
形成氢键的强弱: -NH2> -CN>二醇基
➢ 离子交换固相萃取
类似离子交换分离法，见《分析化学》分离一章。
3、固相萃取法的优点 与传统液液萃取法相比，（1）富集倍数高，分离
选择性和重现性好，被萃物的回收率高；（2）；不需 要用超纯溶剂，所需溶剂少，环境污染小；（3）操作 简单、省时（为液-液萃取的1/12） 、省力（可批量进 行），可消除乳化现象，易于实现自动化等。
4、固相萃取法的模式
• 反相萃取 • 正相萃取 • 离子交换萃取 • 免疫亲和萃取
6、固相萃取的一般操作程序
活化吸附剂 在萃取之前必须用适当的溶剂进行预 处理，以除去吸附剂中可能存在的杂质，并使吸附剂溶 剂化，以提高萃取的重现性和回收率。
上样 让试样溶液以一定的流速通过柱子（可利用 抽真空、加压或离心等方式）。
洗涤 用中等强度的溶剂将干扰组分洗脱下来
目标化合物的洗脱 用适当强度的洗脱剂将目标化合物洗脱在收集管中。
弱碱性：OH->Cr2O72->SO42->CrO42->NO3->Cl->HCO3-
离子洗脱顺序
吸附顺序中位于前面的离子可以洗脱后面的离子 高浓度时, 可用顺序后面的离子洗脱前面的离子。 洗脱剂可以是酸或碱，能中和待分析物所带电荷，
或中和键合硅胶官能团所带电荷。
讨论
某化合物的Pka>4, 需用什么柱子吸附？如何洗脱？
➢ 强阳离子交换柱 SCX (内装R－SO3H交换剂) ➢ 弱阳离子交换柱WCX (含有－COOH、磷酸基 －PO3H2、酚基－ －OH的离子交换树脂) ➢ 强阴离子交换柱 SAX
➢ 弱阴离子交换柱 WAX 以伯胺（-NH2）、仲胺(-NHR)或叔胺（-
NR2）为交换基团的离子交换树脂。
离子选择性吸附顺序
5、固相萃取中样品溶液pH值的控制
过柱前，需调节样品基体的pH值，以提高分离效率。 （1）带有羧基和酚羟基的化合物用反相柱分离时(如 C18)，需要抑制化合物的解离，增大其在反相柱上的保 留，应向样品溶液中加酸（如1%的磷酸水溶液）使 pKa－pH＜2， 99%以上的羧基会离解；（2）分离弱 酸时，应选阴离子交换柱，为了使目标化合物和吸附剂 上的离子基团均带电荷，需调节pH－pKa>2，当用强碱 型阴离子交换剂时，样品溶液采用5%的氨水溶液，使 pH>9即可；（3)分离弱碱时，应选阳离子交换柱，需调 节共轭酸的pKa－pH＜2，99%以上的胺基会结合质子 呈阳离子态，一般pH＜7即可，当用R－SO3H型吸附剂 时，样品溶液采用1%磷酸或甲酸水溶液即可。在离子 交换固相萃取中，不仅要使待分析物以离子状态存在, 而且pH值要在离子交换柱的使用范围内。
吸附：因能在水溶液中电离出弱酸根离子，故可以用 强阴离子交换柱 SAX 或弱阴离子交换柱 WAX萃取。
吸附之前，先调节溶液PH>6 ，使化合物以离子 状态存在。
洗脱：若用SAX柱——需用PH<2的酸性溶液洗脱 （能中和弱阴离子）, 或用一种高浓度阴离子洗脱。
若用WAX柱——需用PH<2的酸性溶液洗脱（能中和 弱阴离子）, 或用一种高浓度阴离子洗脱, 也可用碱性 溶液洗脱(能中和硅胶表面的氨基)。
HLB和ODS比较： pH适用范围宽： 1-14 柱子不怕抽干，碳链不 会塌陷。
可通过调节样品溶液的 pH值来选择性的保留酸性、 中性和碱性化合物。
高保留性
➢正相固相萃取
极性吸附剂：如硅胶键合-NH2、-CN、二醇基等 洗脱溶剂：非极性或弱极性，如正己烷、环己烷等。
应用：从非极性或弱极性溶剂中吸附极性化合物。
➢ 反相固相萃取（Reversed-Phase)
吸附剂：非极性或弱极性，如硅胶键合C18（ODS最常 用), C8, C4，C2, -苯基、高聚物等。
C4 、C8 ，-苯基的疏水性弱, 对非极性物质保留较C18弱. 洗脱溶剂：极性的甲醇、乙腈、丙酮及乙酸乙酯等。
应用：可以从强极性的溶剂中吸附非极性～中等极性的 化合物。
如抗生素、咖啡因、药物、染料、芳香油、脂溶 性维生素、杀菌剂、除草剂、碳水化合物、苯酚、类 固醇、表面活性剂、茶碱等。
非极性烷基
极性功能团
溶剂膜
有机分子 非极性部分
硅胶表面
硅胶-C18H37，ODS
HLB柱 hydrophilic-lipophillic balance
HLB: 亲脂的二乙烯基苯和亲水的N-乙烯基吡咯烷酮 按比例聚合而成。
离子浓度相近时，电荷高，水合离子半径小的离 子易被吸附。
强酸性阳离子交换柱 : Fe3+>Cr3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+>NH4+>Na+>H+>Li
+
弱酸性： H+ >Fe3+ > Cr3+> Al3+> Ca2+> Mg2+> >K+≈ NH4+ > Na+> Li+
强碱性： Cr2O72- >SO42- >CrO42- >NO3- >Cl- >OH- >F>HCO3- >HSiO3-
固相萃取
3.8.1 固相萃取（SPE）
1、固相萃取装置：固相萃取柱是一根直径为数毫米的 小柱子。由柱管、烧结垫和固定相 三部分组成。
固相萃取 小柱
与HPLC比较，(1) 柱效低（柱床短、填料粒径大, n=10－50塔 板）,只能分开保留性质有很大差别的化合物;(2) 目标物被固定相 牢固吸附或完全不被保留;(3) SPE柱是一次性柱。
2、固相萃取的原理 当样品溶液通过固相萃取柱时，Baidu Nhomakorabea于固体吸附剂
对目标化合物的吸附能力大于母液对该化合物的溶解 能力，使目标化合物被吸附在吸附剂表面，而其他组 分则流出柱子。再用洗脱液将目标化合物洗脱或加热 解吸附，以达到分离和富集目标化合物的目的。
目标化合物与吸附剂的极性越接近，则亲和力越大，保留越强。
➢ -NH2：有较强的氢键结合能力，对某些多官能团化合 物如甾体、强心甙等有较好的分离能力。 -CN：从样品溶液中吸附极性化合物, 如酚类、类固醇等 ➢ -Diol(二醇基): 可用于分离有机酸、甾体和蛋白质。
形成氢键的强弱: -NH2> -CN>二醇基
➢ 离子交换固相萃取
类似离子交换分离法，见《分析化学》分离一章。
3、固相萃取法的优点 与传统液液萃取法相比，（1）富集倍数高，分离
选择性和重现性好，被萃物的回收率高；（2）；不需 要用超纯溶剂，所需溶剂少，环境污染小；（3）操作 简单、省时（为液-液萃取的1/12） 、省力（可批量进 行），可消除乳化现象，易于实现自动化等。
4、固相萃取法的模式
• 反相萃取 • 正相萃取 • 离子交换萃取 • 免疫亲和萃取
6、固相萃取的一般操作程序
活化吸附剂 在萃取之前必须用适当的溶剂进行预 处理，以除去吸附剂中可能存在的杂质，并使吸附剂溶 剂化，以提高萃取的重现性和回收率。
上样 让试样溶液以一定的流速通过柱子（可利用 抽真空、加压或离心等方式）。
洗涤 用中等强度的溶剂将干扰组分洗脱下来
目标化合物的洗脱 用适当强度的洗脱剂将目标化合物洗脱在收集管中。
弱碱性：OH->Cr2O72->SO42->CrO42->NO3->Cl->HCO3-
离子洗脱顺序
吸附顺序中位于前面的离子可以洗脱后面的离子 高浓度时, 可用顺序后面的离子洗脱前面的离子。 洗脱剂可以是酸或碱，能中和待分析物所带电荷，
或中和键合硅胶官能团所带电荷。
讨论
某化合物的Pka>4, 需用什么柱子吸附？如何洗脱？
➢ 强阳离子交换柱 SCX (内装R－SO3H交换剂) ➢ 弱阳离子交换柱WCX (含有－COOH、磷酸基 －PO3H2、酚基－ －OH的离子交换树脂) ➢ 强阴离子交换柱 SAX
➢ 弱阴离子交换柱 WAX 以伯胺（-NH2）、仲胺(-NHR)或叔胺（-
NR2）为交换基团的离子交换树脂。
离子选择性吸附顺序
5、固相萃取中样品溶液pH值的控制
过柱前，需调节样品基体的pH值，以提高分离效率。 （1）带有羧基和酚羟基的化合物用反相柱分离时(如 C18)，需要抑制化合物的解离，增大其在反相柱上的保 留，应向样品溶液中加酸（如1%的磷酸水溶液）使 pKa－pH＜2， 99%以上的羧基会离解；（2）分离弱 酸时，应选阴离子交换柱，为了使目标化合物和吸附剂 上的离子基团均带电荷，需调节pH－pKa>2，当用强碱 型阴离子交换剂时，样品溶液采用5%的氨水溶液，使 pH>9即可；（3)分离弱碱时，应选阳离子交换柱，需调 节共轭酸的pKa－pH＜2，99%以上的胺基会结合质子 呈阳离子态，一般pH＜7即可，当用R－SO3H型吸附剂 时，样品溶液采用1%磷酸或甲酸水溶液即可。在离子 交换固相萃取中，不仅要使待分析物以离子状态存在, 而且pH值要在离子交换柱的使用范围内。