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固相萃取（SPE）技术
固相萃取技术SPE
• 一、 概述 • 二、 SPE基本原理 • 三、 SPE法的优点 • 四、 SPE装置 • 五、 SPE的类型 • 六、 SPE方法的建立 • 七、 SPE的应用
一、概述
所谓萃取法 ,就是从样品中提取组分 ,传统的 方法是液液萃取法 ( LLE) ,即用液体作为提取 剂 ;我们这里探讨的SPE ,是用固体物质作为萃 取剂 ,采用高效、高选择性的固定相 进行萃取 的样品预处理技术。
因此，用SPE只能分开保留性质有很大差别 的化合物。
与HPLC的另一个差别是SPE柱是一次性使用。
三、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。
其对极性分析物的吸附力不及分配型SPE大，故洗脱 容易。在实际使用中，先以非极性溶剂清洗管柱， 继而加样，分析物立刻会被吸附，然后以非极性溶 剂洗去杂质，最后以极性溶剂洗脱分析物。
五、 SPE的类型
Silica base
分析物与极性固定相的作用力
O OH
H O
C N
H O
O H
Dipolar attraction or hydrogen bonding
• (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。
四、 SPE装置
"Shrink-wrapped" polypropylene
Cleaned polyethylene frits
Sorbent bed Luer tip
SPE技术自上世纪70年代后期问世以来，发 展迅速，广泛应用于环境、制药、临床医学、 食品等领域 。
一、概述
借助SPE所要达到的目的是： （1）从试样中除去对以后的分析有干扰物质；
（2）富集痕量组分，提高分析灵敏度； （3）变换试样溶剂，使之与分析方法想匹配；
（4）原位衍生； （5）试样脱盐。
使用SPE方法，要尽可能避免柱因超载而被穿 透，从而影响分析结果的准确性 。
五、 SPE的类型
在SPE法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 有机基团，如烷基链或其它官能团，如-OH、C6H5、-NH2、-CN等。实际上吸附剂角色是由 这些新接上的含官能基碳链来完成。
以硅胶为基质的吸附剂主要有以下优点： 粒径（e.g.40µm)、孔径（ e.g.60A）、表面积 （600m2/g)、键合量易控制；机械强度高；化 学性质稳定；适应性广；可使用的溶剂种类多。
H
五、 SPE的类型
依据柱中填料（吸附剂）来划分，可将SPE 法分为吸附型和键合相分配型（BPC）。
吸附型SPE是采用极性较强的硅胶、硅藻土 和氧化铝等吸附剂，样品进入柱中，分析物的 极性官能团先迅速被吸附至极性吸附剂上，而 后以低极性溶剂转至中极性溶剂陆续洗去杂质 及洗脱出分析物。
五、SPE的类型
以硅胶为基质的固定相的分类
NON-POLAR PHASES
C18 Octadecyl C2 Ethyl CH Cyclohexyl PH Phenyl
SPECIALTY PHASES
PBA CERTIFY ENVIRELUT ACCUCAT
Increasing polarity
POLAR PHASES
五、 SPE的类型
硅胶表面的官能团
Si OH Free silanol
Si OH OH
2
Adsorbed water
OH
Si
Geminal silanol
OH
Si OO Si
Siloxane bridge (dehydrated silanol)
Si O H
Si O
Bound and reactive silanols
五、SPE的类型
分析物与非极性固定相的作用力
NH2 Silica base
Van der Waals forces
SO3-
Bonded functional group (C8)
五、 SPE的类型
硅胶键合极性固定相
填充剂使用极性键合固定相（-NH2、-CN、2OH等官能团）的SPE分离方式称为正相BPC。
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。
百度文库
Survey response %
Liquids Solids Goos and creams Gaseous Other
二、SPE基本原理
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。
CN 2OH NH2 SI
Cyanopropyl Diol Aminopropyl Silica
ION-EXCHANGE PHASES
SCX CBA SAX NH2
Strong cation exchanger Weak cation exchanger Strong anion exchanger Weak anion exchanger
SPE的分离模式主要取决于填充剂的类型和 溶剂的性质。
二、SPE基本原理
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（3~10µm）大。由于短的柱床和大的粒 径，SPE柱效比HPLC色谱柱低得多。
五、 SPE的类型
硅胶键合离子交换剂
填充剂为硅胶基质的离子交换官能团有：季胺、 氨基、二氨基、苯磺酸基、羧基等。
此外常用的还有聚合物，如苯乙烯-而乙烯苯共 聚物XAD-2及PRP-1等。相对于键合相填料，聚合 物可适用于全部pH范围，因而应用广泛。
五、 SPE的类型
硅胶键合非极性固定相
填充剂使用非极性烷烃类化学键合相 （C18、C8、 C6H5-C6H11等）的SPE分离方式称为反相BPC。最适 用于极性基质中萃取非极性化合物。
当样品溶液通过萃取柱时，杂质不被保留，直接通 过柱子除去，只有分析物保留在柱上，只要选用一 种合适的洗脱溶剂既可将其从柱上洗下。
固相萃取技术SPE
• 一、 概述 • 二、 SPE基本原理 • 三、 SPE法的优点 • 四、 SPE装置 • 五、 SPE的类型 • 六、 SPE方法的建立 • 七、 SPE的应用
一、概述
所谓萃取法 ,就是从样品中提取组分 ,传统的 方法是液液萃取法 ( LLE) ,即用液体作为提取 剂 ;我们这里探讨的SPE ,是用固体物质作为萃 取剂 ,采用高效、高选择性的固定相 进行萃取 的样品预处理技术。
因此，用SPE只能分开保留性质有很大差别 的化合物。
与HPLC的另一个差别是SPE柱是一次性使用。
三、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。
其对极性分析物的吸附力不及分配型SPE大，故洗脱 容易。在实际使用中，先以非极性溶剂清洗管柱， 继而加样，分析物立刻会被吸附，然后以非极性溶 剂洗去杂质，最后以极性溶剂洗脱分析物。
五、 SPE的类型
Silica base
分析物与极性固定相的作用力
O OH
H O
C N
H O
O H
Dipolar attraction or hydrogen bonding
• (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。
四、 SPE装置
"Shrink-wrapped" polypropylene
Cleaned polyethylene frits
Sorbent bed Luer tip
SPE技术自上世纪70年代后期问世以来，发 展迅速，广泛应用于环境、制药、临床医学、 食品等领域 。
一、概述
借助SPE所要达到的目的是： （1）从试样中除去对以后的分析有干扰物质；
（2）富集痕量组分，提高分析灵敏度； （3）变换试样溶剂，使之与分析方法想匹配；
（4）原位衍生； （5）试样脱盐。
使用SPE方法，要尽可能避免柱因超载而被穿 透，从而影响分析结果的准确性 。
五、 SPE的类型
在SPE法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 有机基团，如烷基链或其它官能团，如-OH、C6H5、-NH2、-CN等。实际上吸附剂角色是由 这些新接上的含官能基碳链来完成。
以硅胶为基质的吸附剂主要有以下优点： 粒径（e.g.40µm)、孔径（ e.g.60A）、表面积 （600m2/g)、键合量易控制；机械强度高；化 学性质稳定；适应性广；可使用的溶剂种类多。
H
五、 SPE的类型
依据柱中填料（吸附剂）来划分，可将SPE 法分为吸附型和键合相分配型（BPC）。
吸附型SPE是采用极性较强的硅胶、硅藻土 和氧化铝等吸附剂，样品进入柱中，分析物的 极性官能团先迅速被吸附至极性吸附剂上，而 后以低极性溶剂转至中极性溶剂陆续洗去杂质 及洗脱出分析物。
五、SPE的类型
以硅胶为基质的固定相的分类
NON-POLAR PHASES
C18 Octadecyl C2 Ethyl CH Cyclohexyl PH Phenyl
SPECIALTY PHASES
PBA CERTIFY ENVIRELUT ACCUCAT
Increasing polarity
POLAR PHASES
五、 SPE的类型
硅胶表面的官能团
Si OH Free silanol
Si OH OH
2
Adsorbed water
OH
Si
Geminal silanol
OH
Si OO Si
Siloxane bridge (dehydrated silanol)
Si O H
Si O
Bound and reactive silanols
五、SPE的类型
分析物与非极性固定相的作用力
NH2 Silica base
Van der Waals forces
SO3-
Bonded functional group (C8)
五、 SPE的类型
硅胶键合极性固定相
填充剂使用极性键合固定相（-NH2、-CN、2OH等官能团）的SPE分离方式称为正相BPC。
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。
百度文库
Survey response %
Liquids Solids Goos and creams Gaseous Other
二、SPE基本原理
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。
CN 2OH NH2 SI
Cyanopropyl Diol Aminopropyl Silica
ION-EXCHANGE PHASES
SCX CBA SAX NH2
Strong cation exchanger Weak cation exchanger Strong anion exchanger Weak anion exchanger
SPE的分离模式主要取决于填充剂的类型和 溶剂的性质。
二、SPE基本原理
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（3~10µm）大。由于短的柱床和大的粒 径，SPE柱效比HPLC色谱柱低得多。
五、 SPE的类型
硅胶键合离子交换剂
填充剂为硅胶基质的离子交换官能团有：季胺、 氨基、二氨基、苯磺酸基、羧基等。
此外常用的还有聚合物，如苯乙烯-而乙烯苯共 聚物XAD-2及PRP-1等。相对于键合相填料，聚合 物可适用于全部pH范围，因而应用广泛。
五、 SPE的类型
硅胶键合非极性固定相
填充剂使用非极性烷烃类化学键合相 （C18、C8、 C6H5-C6H11等）的SPE分离方式称为反相BPC。最适 用于极性基质中萃取非极性化合物。
当样品溶液通过萃取柱时，杂质不被保留，直接通 过柱子除去，只有分析物保留在柱上，只要选用一 种合适的洗脱溶剂既可将其从柱上洗下。