现代萃取分离技术PPT课件
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超临界状态示意图
表1 超临界流体与气体、液体传递性能的比较
固相萃取（Solid Phase Extraction）
固相萃取（SPE）：利用被萃取物质在液－固两相间的
分配作用的差异，实现与样品基体及干扰组分分离或富集 的方法。
1. SPE的发展：
20世纪70年代后期发展起来分离技术； 固相萃取吸附剂的种类增多； 各种固相萃取商品柱问世； 固相萃取装置和仪器出现和应用； 应用范围以10%的年增长率扩大。
9. 固相萃取的应用
在环境分析中的应用； 在生物样品分析中的应用； 在食品分析中的应用 ； 在药物分析中的应用。
超临界流体萃取 （Supercrtical Fluid Extraction）
以超临界流体作流动相，直接从固体（粉末）或液体样 品中将目标物质（有机物）萃取出来的一种分离方法。 1879年J.B.Hannay等发现用超临界的乙醇可溶解金属卤
一般选择中弱强度的混合溶剂，尽可能除去基体中干扰 组分，又不会导致目标物流失。如反相萃取体系常选用一 定比例组成的有机溶剂/水混合液，有机溶剂比例应大于 样品溶液，而小于洗脱剂溶液。
目标物的洗脱：选择合适的洗脱液和体积（相对较强的溶 剂强度）洗脱保留在萃取柱上的目标物。
注意：对于以除去干扰物为目的的固相萃取操作，通常 是将干扰物吸附在萃取柱上，而目标物和大部分基体物 质不被保留或微弱保留，其操作顺序和步骤则不相同。
6. 固相萃取仪器与装置 基本组成：
固相萃取柱
市售固相萃取小柱
固相萃取过滤装置
手动加压装置
固相萃取负压抽吸装置
简易固相萃取仪
固相萃取柱
抽 真 空 真空箱
负压抽吸式固相萃取过滤装置示意图
离心固相萃取法
固相萃取离心过滤法
圆盘固相萃取（膜片式固相萃取 ）装置
外观上类似于滤膜，将粒径8 µm左右的色谱固定相固载 在聚四氟乙烯、聚氯乙烯或多孔玻璃纤维基体上，经紧密 压制后形成直径4～96 mm，厚度0.5～1 mm的膜状结构 。
化物，且压力越高溶解能力越强。Fra bibliotek 20世纪50年代，美国将SFE用于工业分离。 1963年，德国首次申请SFE分离技术的专利。 20世纪80－90年代成为热门学科。
1. 超临界流体（Supercrtical Fluid ，SCF）
超临界流体（SCF）：
当物质处于临界温度和 临界压力以上时，即使继 续加压也不液化，只是密 度增加，具有类似液体性 质和气体性能的物质状态， 称为超临界流体。
主要用途 样品前处理
分离、纯化、工业制备
中等 无机分离
7. 固相萃取吸附剂选择
根据样品性质从极性和溶解性能等进行选择：
根据样品性质选择适当的固相萃取吸附剂的流程图
表4 EPA方法SW846 推荐使用固相萃取吸附剂
8. 固相萃取溶剂的选择
在固相萃取固定相活化、上样富集、淋洗杂质、分析物洗 脱的过程中，都涉及到溶剂的选择问题，溶剂选择最重要的 因素是溶剂强度，它是保证固相萃取成功的关键。
5. 固相萃取操作
固相萃取操作基本步骤：
固相萃取柱的预处理（活化）：目的是打开碳链、湿 润和活化固定相，增大固定相的表面积，使目标物与 表面紧密接触，易于发生分子间相互作用；增加萃取 柱与组分的相互作用的表面积；除去萃取柱中存在的 有机干扰物，减少污染。 方法：根据固定相的性质和种类采用一定量合适溶剂 冲洗柱子。
其他分析仪器的联用。
3. 固相萃取的原理
利用组分在固相（吸附剂）和液相（溶剂）之间的分配能 力或吸附能力的差异进行分离。其保留或洗脱的机制取决 于组分与固相（吸附剂）表面的活性基团，以及组分与液 相之间的分子间作用力。
洗脱模式有两种：
I. 目标组分比干扰组分与固相之间的亲和力更强，因而被保 留，洗脱时采用对目标化合物亲和力更强的溶剂；
市售固相萃取圆盘装置
固相萃取圆盘装置示意图
真空多歧管固相萃取装置
真空多歧管固相萃取装置（96孔板固相萃取真空装置）
真空多歧管固相萃取装置
全自动固相萃取仪
吉尔森公司的ASPEC XLi 全自动固相萃取仪
工作原理：
吉尔森全自动固相萃取仪的工作原理示意图
固相萃取联用装置
固相萃取与HPLC联用装置
固相萃取联用装置
固相萃取与毛细管电泳联用装置
固相萃取与色层分离、萃取色层的区别
固相萃取
色层分离
萃取色层
两相
固/液
固/液
液/液(水)
固定相制备 键合、化学修饰 键合、化学修饰
液体附于固体载体
固定相种类 较多
很多
较少
分离机理 吸附、分配、交换等 吸附、分配、交换等
分配
柱尺寸 小，(3－5)cm 1cm 大，(20－100)cm 5cm
II. 干扰组分比目标组分与吸附剂之间亲和力更强，则目标组 分被直接洗脱。
表1 常用的键合硅胶吸附剂及应用
表2 常用的商品C18 和C8键合硅胶固相萃取吸附剂
表3 常用的商品化非极性有机聚合物固相萃取吸附剂
注：PS-聚苯乙烯；DVB-二乙烯苯；EVB-乙烯基乙苯；NVP-N-乙烯基吡咯烷酮。
上样：使目标物被保留。溶解样品的溶剂强度应较弱，否 则目标物会被洗脱流失（注意上样体积应小于穿透体积）。 方法：利用抽真空、加压或离心的方法使样品进入固定相 （常采取手动或泵以正压推动或负压抽吸方式使液体样品 以适当流速通过固相萃取柱）。
样品进入固定相的方法
干扰物洗脱：选择合适的溶剂强度和体积的溶剂（清洗剂） （一般是较弱的溶剂）将保留的杂质或基体物质洗脱。
固定相活化溶剂的选择 上样萃取溶剂的选择 淋洗溶剂的选择：淋洗溶剂的选择原则是：尽可能将干扰组
分从固定相上洗脱完全，但又不能洗脱任何分析物。
洗脱溶剂的选择 ：选择溶剂强度应足够大，保证吸附在固定
相上的目标物定量洗脱下来；且粘度小、纯度高、毒性小，不与目标 物和固定相不反应；应与后续的分析相适应，不干扰测定。
2.固相萃取（SPE）特点：
与液-液萃取相比，固相萃取具有如下优点： 较高的回收率和富集倍数； 有机溶剂消耗量低，减少了对环境的污染； 采用高效、高选择性的吸附剂，能更有效地将分
析物与干扰组分分离； 无相分离操作过程，容易收集分析物； 能处理小体积试样； 操作简便、快速，费用低，易于实现自动化及与
表1 超临界流体与气体、液体传递性能的比较
固相萃取（Solid Phase Extraction）
固相萃取（SPE）：利用被萃取物质在液－固两相间的
分配作用的差异，实现与样品基体及干扰组分分离或富集 的方法。
1. SPE的发展：
20世纪70年代后期发展起来分离技术； 固相萃取吸附剂的种类增多； 各种固相萃取商品柱问世； 固相萃取装置和仪器出现和应用； 应用范围以10%的年增长率扩大。
9. 固相萃取的应用
在环境分析中的应用； 在生物样品分析中的应用； 在食品分析中的应用 ； 在药物分析中的应用。
超临界流体萃取 （Supercrtical Fluid Extraction）
以超临界流体作流动相，直接从固体（粉末）或液体样 品中将目标物质（有机物）萃取出来的一种分离方法。 1879年J.B.Hannay等发现用超临界的乙醇可溶解金属卤
一般选择中弱强度的混合溶剂，尽可能除去基体中干扰 组分，又不会导致目标物流失。如反相萃取体系常选用一 定比例组成的有机溶剂/水混合液，有机溶剂比例应大于 样品溶液，而小于洗脱剂溶液。
目标物的洗脱：选择合适的洗脱液和体积（相对较强的溶 剂强度）洗脱保留在萃取柱上的目标物。
注意：对于以除去干扰物为目的的固相萃取操作，通常 是将干扰物吸附在萃取柱上，而目标物和大部分基体物 质不被保留或微弱保留，其操作顺序和步骤则不相同。
6. 固相萃取仪器与装置 基本组成：
固相萃取柱
市售固相萃取小柱
固相萃取过滤装置
手动加压装置
固相萃取负压抽吸装置
简易固相萃取仪
固相萃取柱
抽 真 空 真空箱
负压抽吸式固相萃取过滤装置示意图
离心固相萃取法
固相萃取离心过滤法
圆盘固相萃取（膜片式固相萃取 ）装置
外观上类似于滤膜，将粒径8 µm左右的色谱固定相固载 在聚四氟乙烯、聚氯乙烯或多孔玻璃纤维基体上，经紧密 压制后形成直径4～96 mm，厚度0.5～1 mm的膜状结构 。
化物，且压力越高溶解能力越强。Fra bibliotek 20世纪50年代，美国将SFE用于工业分离。 1963年，德国首次申请SFE分离技术的专利。 20世纪80－90年代成为热门学科。
1. 超临界流体（Supercrtical Fluid ，SCF）
超临界流体（SCF）：
当物质处于临界温度和 临界压力以上时，即使继 续加压也不液化，只是密 度增加，具有类似液体性 质和气体性能的物质状态， 称为超临界流体。
主要用途 样品前处理
分离、纯化、工业制备
中等 无机分离
7. 固相萃取吸附剂选择
根据样品性质从极性和溶解性能等进行选择：
根据样品性质选择适当的固相萃取吸附剂的流程图
表4 EPA方法SW846 推荐使用固相萃取吸附剂
8. 固相萃取溶剂的选择
在固相萃取固定相活化、上样富集、淋洗杂质、分析物洗 脱的过程中，都涉及到溶剂的选择问题，溶剂选择最重要的 因素是溶剂强度，它是保证固相萃取成功的关键。
5. 固相萃取操作
固相萃取操作基本步骤：
固相萃取柱的预处理（活化）：目的是打开碳链、湿 润和活化固定相，增大固定相的表面积，使目标物与 表面紧密接触，易于发生分子间相互作用；增加萃取 柱与组分的相互作用的表面积；除去萃取柱中存在的 有机干扰物，减少污染。 方法：根据固定相的性质和种类采用一定量合适溶剂 冲洗柱子。
其他分析仪器的联用。
3. 固相萃取的原理
利用组分在固相（吸附剂）和液相（溶剂）之间的分配能 力或吸附能力的差异进行分离。其保留或洗脱的机制取决 于组分与固相（吸附剂）表面的活性基团，以及组分与液 相之间的分子间作用力。
洗脱模式有两种：
I. 目标组分比干扰组分与固相之间的亲和力更强，因而被保 留，洗脱时采用对目标化合物亲和力更强的溶剂；
市售固相萃取圆盘装置
固相萃取圆盘装置示意图
真空多歧管固相萃取装置
真空多歧管固相萃取装置（96孔板固相萃取真空装置）
真空多歧管固相萃取装置
全自动固相萃取仪
吉尔森公司的ASPEC XLi 全自动固相萃取仪
工作原理：
吉尔森全自动固相萃取仪的工作原理示意图
固相萃取联用装置
固相萃取与HPLC联用装置
固相萃取联用装置
固相萃取与毛细管电泳联用装置
固相萃取与色层分离、萃取色层的区别
固相萃取
色层分离
萃取色层
两相
固/液
固/液
液/液(水)
固定相制备 键合、化学修饰 键合、化学修饰
液体附于固体载体
固定相种类 较多
很多
较少
分离机理 吸附、分配、交换等 吸附、分配、交换等
分配
柱尺寸 小，(3－5)cm 1cm 大，(20－100)cm 5cm
II. 干扰组分比目标组分与吸附剂之间亲和力更强，则目标组 分被直接洗脱。
表1 常用的键合硅胶吸附剂及应用
表2 常用的商品C18 和C8键合硅胶固相萃取吸附剂
表3 常用的商品化非极性有机聚合物固相萃取吸附剂
注：PS-聚苯乙烯；DVB-二乙烯苯；EVB-乙烯基乙苯；NVP-N-乙烯基吡咯烷酮。
上样：使目标物被保留。溶解样品的溶剂强度应较弱，否 则目标物会被洗脱流失（注意上样体积应小于穿透体积）。 方法：利用抽真空、加压或离心的方法使样品进入固定相 （常采取手动或泵以正压推动或负压抽吸方式使液体样品 以适当流速通过固相萃取柱）。
样品进入固定相的方法
干扰物洗脱：选择合适的溶剂强度和体积的溶剂（清洗剂） （一般是较弱的溶剂）将保留的杂质或基体物质洗脱。
固定相活化溶剂的选择 上样萃取溶剂的选择 淋洗溶剂的选择：淋洗溶剂的选择原则是：尽可能将干扰组
分从固定相上洗脱完全，但又不能洗脱任何分析物。
洗脱溶剂的选择 ：选择溶剂强度应足够大，保证吸附在固定
相上的目标物定量洗脱下来；且粘度小、纯度高、毒性小，不与目标 物和固定相不反应；应与后续的分析相适应，不干扰测定。
2.固相萃取（SPE）特点：
与液-液萃取相比，固相萃取具有如下优点： 较高的回收率和富集倍数； 有机溶剂消耗量低，减少了对环境的污染； 采用高效、高选择性的吸附剂，能更有效地将分
析物与干扰组分分离； 无相分离操作过程，容易收集分析物； 能处理小体积试样； 操作简便、快速，费用低，易于实现自动化及与