《固相萃取法及进展》PPT课件.ppt

固相萃取法及进展固相萃取法及进展学生：何苗学生：何苗主要内容：主要内容：l一、一、固相萃取概述固相萃取概述l二、二、固相萃取原理固相萃取原理l三、三、固相萃取的简要过程固相萃取的简要过程l四、四、固相萃取装置固相萃取装置l五、五、固相萃取分类固相萃取分类l六、六、SPE的选择的选择l七、七、SPE的应用的应用l八、八、固相萃取应用新进展固相萃取应用新进展l九、九、SPE的展望的展望一、固相萃取概述一、固相萃取概述 在过去的二十多年中，固相萃取(SPE)出 现并逐渐发展成为一项有效的分离纯化手段，并在药物纯化、精细化学品制备、食品分析、环境分析、生命科学等多个领域发挥着不可或缺的作用。l固相萃取（Solid Phase Extraction，SPE）也称固相提取、液-固萃取。是一项结合了选择性保留、选择性洗脱等过程的分离技术。主要用于样品的分离、纯化和浓缩，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。二、固相萃取原理二、固相萃取原理l当复杂的样品溶液通过吸附剂时，吸附剂会通过极性相互作用、疏水相互作用或离子交换等作用力选择性地保留目标化合物和少量与目标化合物性质相近的干扰物，其他组分则透过吸附剂流出小柱，然后用另一种洗脱能力较强的溶剂体系选择性地把目标物洗脱下来，从而实现对复杂样品的分离、纯化和富集。三、固相萃取的简要过程三、固相萃取的简要过程 固相萃取的净化机制可分为保留目标化合物型和保留干扰物型两种。一、保留目标化合物的固相萃取模式：1 活化/平衡 2 上样 3 淋洗 4 洗脱二、保留干扰物的固相萃取模式 1 活化/平衡 2 上样 3 淋洗应用实例：血样处理血样处理 先以甲醇先以甲醇 2 mL润湿活化固相萃取柱润湿活化固相萃取柱,再先后以水再先后以水1mL和和 0.1%磷酸磷酸 1 mL冲洗平衡。取血浆样品冲洗平衡。取血浆样品0.5 mL,加入加入0.1%磷酸磷酸 0.5 mL;混匀后混匀后,加入已活化的加入已活化的固相萃取柱上样。样品通过萃取柱后固相萃取柱上样。样品通过萃取柱后,以以 0.1%磷酸磷酸 2 mL淋洗淋洗,弃去洗脱液弃去洗脱液,用甲醇用甲醇 0.5 mL洗洗脱脱,收集洗脱液收集洗脱液,在在 50 下氮气吹干下氮气吹干,加入流动加入流动相相 0.25 mL溶解溶解,用用 0.45m过滤器过滤过滤器过滤,进样进样 40L检测。检测。四、固相萃取装置四、固相萃取装置l市场上可以买到各种类型 SPE产品。最普通使用的形式是 SPE柱，此外还有SPE盘和固相微量萃取的形式。1、常见的、常见的SPE柱柱注射器式注射器式SPE柱柱SPE柱柱注射器式注射器式SPE柱柱l常见的注射器式萃取柱由三部分组成：A 柱管；B 筛板（烧结垫）；C 固相吸附剂。2、SPE盘盘3、96孔板孔板SPE装置装置l还有一种常见的形式是96孔板，即将小体积固相萃取柱与具有96孔的萃取架相连，再通过自动化系统进行控制。这种装置的柱床很薄，与样品接触面积大，可耐受很高的流速，因此能在较短的时间内完成大批量样品的制备4、SPME 固相微萃取器固相微萃取器五、固相萃取分类五、固相萃取分类 一、SPE根据其相似相溶机理可分为三种：反相SPE吸附剂和目标化合物通常是非极性的或极性较弱的，主要是靠非极性非极性相互作用，是范德华力或色散力。正相SPE吸附剂都是极性的取决于目标化合物的极性官能团与吸附剂表面的极性官能团之间相互作用，其中包括了氢键，键相互作用，偶极偶极相互作用和偶极诱导偶极相互作用以及其他的极性极性作用。离子交换SPE离子交换固相萃取是靠目标化合物与吸附剂之间的相互作用的静电吸引力。二、填料（吸附剂）的种类 吸附剂主要有硅胶键合、高分子有机聚合物以及其他吸附剂三大类。l1 硅胶键合吸附剂 以球形硅胶作为基体，在特定条件下让硅胶表面的硅羟基与硅烷化试剂反应，使硅胶表面被指定的化学官能团覆盖，从而得到了硅胶键合吸附剂，键合官能团的类型决定着硅胶键合吸附剂的吸附特性。l2 高分子聚合物吸附剂 为了扩大固相萃取技术的应用领域并改善萃取效果，含亲水基团的聚苯乙烯/二乙烯基苯共聚吸附剂被开发出来。该吸附剂兼具亲水基团（吡咯烷酮基团）和疏水基团（二乙烯基苯），属于反相吸附剂，对极性化合物和非极性化合物均有较好的保留，具有亲水亲脂平衡的特性。与传统硅胶键合反相吸附剂（比如C18）相比，高分子聚合物吸附剂具备以下特性：l（1）真正的通用性l（2）更高的稳定性l（3）更宽的pH 值适用范围l（4）更高的吸附容量l（5）不存在次级相互作用l3 其他吸附剂硅酸镁、石墨化炭黑、氧化铝颗粒等。l在固相萃取过程中，“保留”（Retention）和“洗脱”（Elution）均受目标化合物、吸附剂和溶剂环境三种因素的影响，对于给定的目标化合物，选择合适的吸附剂、样品溶剂以及洗脱溶剂是实现成功分离的关键。六、六、SPE的选择的选择一、影响一、影响 SPE固定相和洗脱剂的选择因素：固定相和洗脱剂的选择因素：l（1）试样基质和分析物的性质，如：结构、极性、溶解度和酸碱性质等；l（2）试样中分析物的浓度或浓度范围；l（3）试样溶剂的性质，试样中存在哪些 对所选分析方法有干扰的物质；l（4）用什么方法进行试样分析，该方法对试样有什么要求；l（5）试样预处理所要达到的目的。二、二、SPE吸附剂的选择举例吸附剂的选择举例三、三、SPE洗脱液的选择洗脱液的选择 如果洗脱液选得合适，样品的净化程度和分析物的回收率都会有较大提高。l1、对反相吸附剂如键合硅胶 C18一般使用甲醇或乙腈作为洗脱剂。l2、离子交换吸附剂最常采用的洗脱剂是高离子强度（0.5 m）的缓冲液。l有时候在上样淋洗或洗脱时一种洗脱液极性太强 而另一种洗脱液极性太弱此时使用混合洗脱液来调节洗脱液极性可很好地满足要求。l另一值得注意的问题是洗脱液互溶性，在上样淋洗和洗脱时前后流过柱床的洗脱液必须互溶，如果后面的洗脱液与柱床内的残留洗脱液不能互溶就不能与固定相充分作用，将导致回收率低或净化效果不理想。附：SPE常用洗脱液SPE常用洗脱液四、四、SPE柱规格的选择柱规格的选择lSPE 柱规格及上样容量和洗脱参数规规格格最大上最大上样样量量最小洗脱体最小洗脱体积积100 mg/1 mL5 mg250 L200 mg/3 mL10 mg500 L500 mg/6 mL25 mg1.2 mL1 g/6 mL50 mg2.4 mLl各厂家各厂家SPE产品交叉参考产品交叉参考七、七、SPE的应用的应用SPE主要应用在：1、固相萃取技术在环境分析中、固相萃取技术在环境分析中2、在生物样品分析中、在生物样品分析中3、在微量毒物分析中、在微量毒物分析中4、其它应用、其它应用八、固相萃取应用新进展八、固相萃取应用新进展l1、SPE自动化自动化 SPE可以不同程度的实现自动化，目前一些仪器公司已有自动SPE装置。吉尔森ASPEC(Automatic Sample Preparation with Extraction Columns)就是一个为固相萃取自动化而设计生产的仪器。lSPE-W半自动进样装置 半自动SPE,是指萃取过程机械化,但将洗脱液转移到进样阀则需手工操作。l2、SPE新的吸附剂新的吸附剂 目前，固相萃取领域比较活跃的研究集中于如何寻找合适的吸附剂以选择性富集目标组分。1、免疫亲和的固相萃取材料 为了提高柱效与重现性扩大其应用领域新型高选择性识别为了提高柱效与重现性扩大其应用领域新型高选择性识别能力填料基质的开发研制是非常重要的能力填料基质的开发研制是非常重要的.分子印迹聚合物分子印迹聚合物(MIPs)独特的选择性和亲和力适应了这一发展要求独特的选择性和亲和力适应了这一发展要求.Sellergren 首次报道了将以甲基丙烯酸为单体合成的首次报道了将以甲基丙烯酸为单体合成的MIPs应用于戊双脒的固相萃取应用于戊双脒的固相萃取.2、纳米技术和纳米材料l3、在线联用技术、在线联用技术 固相萃取与其他分析技术的在线联用随着固相萃取法的广泛使用也在日益发展，可以与多种分析技术联用，如高效液相色谱(HPLC)、气相色谱(GC)、质谱(Ms)、原子发射光谱(AES)和电化学(EC)等。邱丰和等用邱丰和等用X-5与大孔高分子树脂的固相萃取预处理与大孔高分子树脂的固相萃取预处理技术技术,结合毛细管气相色谱和结合毛细管气相色谱和 GC-MS。建立了人血浆中普。建立了人血浆中普鲁卡因、利多卡因等鲁卡因、利多卡因等 l 2种局部麻醉药的筛选方法种局部麻醉药的筛选方法。l4、固相微萃取、固相微萃取 固相微萃取(SPME)是在固相萃取基础上发展起来的崭新的萃取分离技术。并且很快实现了商品化。九、九、SPE的展望的展望 鉴于SPE的优点，该技术的应用日益广泛。据估计在以下几个方面有所发展：（1）用球形硅胶或高聚物作为填料基质和改进合成方法，提高柱效和重现性。引进新型选择性高或特效性的填料和具有不同极性的新SPME纤维；（2）为了满足各种试样的不同要求，提高工作效率和使用方便，继续完善和改进柱构型；（3）以新材料和填料制备SPE装置，减少空白中的杂质，扩大SPE在痕量分析中的应用；（4）进一步改进自动化装置，提高工作效率。参考文献：l11 固相萃取技术与应用手册,第二版.迪马科技.l22 王璟琳,刘国宏,李善茂,等.固相萃取技术及其应用J.长治学院学报,2005;22(5):21-26l33 刘耀驰,项伟中,徐伟箭,分子印迹技术在固相萃取中的应用与展望J,化工学报,2005;55(10):1602-1607l44 张海霞,朱彭龄,固相萃取J,分析化学评述与进展,2000;28(9):1172-1180l55 张颖,高蕊,刘建勋,固相萃取-高效液相色谱法同时检测健康人血浆中的异荭草素、荭草素和灯盏乙素浓度J,中国临床药理学杂志,2007;23(4):209-303l谢谢！谢谢！