固相萃取-.ppt

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1、3.8 固相萃取和固相微萃取技术固相萃取和固相微萃取技术Solid Phase Extraction SPE And Solid phase Micro-Extraction SPME 皆属于皆属于非溶剂型萃取分离技术非溶剂型萃取分离技术，为柱色谱分离过，为柱色谱分离过程，其分离机理、固定相和淋洗液溶剂的选择与程，其分离机理、固定相和淋洗液溶剂的选择与HPLC相似。相似。SPE自自70年代商品化问世以来，发展迅年代商品化问世以来，发展迅速，目前速，目前SPE是一种最常用的样品前处理技术，主要是一种最常用的样品前处理技术，主要用于样品组分的分离、纯化和浓缩。用于样品组分的分离、纯化和浓缩。 3.

2、8.1 固相萃取（固相萃取（SPE）1、固相萃取装置：固相萃取装置：固相萃取柱是一根直径为数毫米的固相萃取柱是一根直径为数毫米的小柱子。由柱管、烧结垫和固定相小柱子。由柱管、烧结垫和固定相 三部分组成。三部分组成。固相萃取固相萃取小柱小柱与与HPLC比较，比较，(1) 柱效低（柱床短、填料粒径大柱效低（柱床短、填料粒径大, n=1050塔塔板）板）,只能分开保留性质有很大差别的化合物只能分开保留性质有很大差别的化合物;(2) 目标物被固定相目标物被固定相牢固吸附或完全不被保留牢固吸附或完全不被保留;(3) SPE柱是一次性柱。柱是一次性柱。 2、固相萃取的原理、固相萃取的原理 当样品溶液通过固

3、相萃取柱时，由于固体吸附剂当样品溶液通过固相萃取柱时，由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，使能力，使目标化合物被吸附在吸附剂表面目标化合物被吸附在吸附剂表面，而其他组，而其他组分则流出柱子。再分则流出柱子。再用洗脱液将目标化合物洗脱用洗脱液将目标化合物洗脱或加热或加热解吸附，以达到解吸附，以达到分离和富集目标化合物分离和富集目标化合物的目的。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。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。 3、固相萃取法的优点、固相萃取法的优点 与传统液液萃取法相

4、比，（与传统液液萃取法相比，（1）富集倍数高，分离）富集倍数高，分离选择性和重现性好，被萃物的回收率高；（选择性和重现性好，被萃物的回收率高；（2）；不需）；不需要用超纯溶剂，所需溶剂少，环境污染小；（要用超纯溶剂，所需溶剂少，环境污染小；（3）操作）操作简单、省时（为液简单、省时（为液-液萃取的液萃取的1/12） 、省力（可批量进、省力（可批量进行），可消除乳化现象，易于实现自动化等。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、固相萃取法的模式 反相萃取反相萃取 正相萃取正相萃取 离子交换萃取离子交换萃取 免疫亲和萃取免疫亲和萃取吸附剂吸附剂：非极性或弱极性非极性或弱极性，

5、如硅胶键合，如硅胶键合C18（ODS最常最常用用), C8, C4，C2, -苯基、高聚物等。苯基、高聚物等。 反相固相萃取（反相固相萃取（Reversed-Phase)洗脱溶剂：洗脱溶剂：极性的甲醇、乙腈、丙酮及乙酸乙酯等。极性的甲醇、乙腈、丙酮及乙酸乙酯等。应用应用：可以：可以从强极性的溶剂中吸附非极性中等极性的从强极性的溶剂中吸附非极性中等极性的化合物。化合物。 如抗生素、咖啡因、药物、染料、芳香油、脂溶如抗生素、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。固醇、表面活性剂、茶碱等。

6、C4 、C8 ，-苯基的疏水性弱苯基的疏水性弱, 对非极性物质保留较对非极性物质保留较C18弱弱.硅胶表面硅胶表面溶剂膜溶剂膜非极性烷基非极性烷基极性功能团极性功能团有机分子有机分子非极性部分非极性部分硅胶硅胶-C18H37，ODSHLB柱柱 hydrophilic-lipophillic balanceHLB: 亲脂的二乙烯基苯和亲水的亲脂的二乙烯基苯和亲水的N-乙烯基吡咯烷酮乙烯基吡咯烷酮按比例聚合而成。按比例聚合而成。HLB和和ODS比较：比较：u pH适用范围宽：适用范围宽： 1-14u 柱子不怕抽干，碳链不柱子不怕抽干，碳链不会塌陷。会塌陷。u 可通过调节样品溶液的可通过调节样品溶液

7、的pH值来选择性的保留酸性、值来选择性的保留酸性、中性和碱性化合物。中性和碱性化合物。u 高保留性高保留性正相固相萃取正相固相萃取极性极性吸附剂吸附剂：如硅胶键合：如硅胶键合-NH2、-CN、二醇基等二醇基等洗脱溶剂：洗脱溶剂：非极性或弱极性非极性或弱极性，如正己烷、环己烷等。，如正己烷、环己烷等。应用应用：从非极性或弱极性溶剂中吸附：从非极性或弱极性溶剂中吸附极性极性化合物。化合物。 -NH2：有较强的氢键结合能力，对某些多官能团化合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。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从样品溶液中吸

8、附极性化合物, 如酚类、类固醇等如酚类、类固醇等 -Diol(二醇基二醇基): 可用于分离有机酸、甾体和蛋白质。可用于分离有机酸、甾体和蛋白质。 形成氢键的强弱形成氢键的强弱: -NH2 -CN二醇基二醇基 离子交换固相萃取离子交换固相萃取类似离子交换分离法，见类似离子交换分离法，见分析化学分析化学分离一章。分离一章。 弱阳离子交换柱弱阳离子交换柱WCX (含有含有COOH、磷酸基、磷酸基PO3H2、酚基、酚基 OH的离子交换树脂的离子交换树脂) 强阳离子交换柱强阳离子交换柱 SCX (内装内装RSO3H交换剂交换剂) 强阴离子交换柱强阴离子交换柱 SAX 弱阴离子交换柱弱阴离子交换柱 WAX

9、 以伯胺（以伯胺（-NH2）、仲胺）、仲胺(-NHR)或叔胺（或叔胺（-NR2）为交换基团的离子交换树脂。）为交换基团的离子交换树脂。离子选择性吸附顺序离子选择性吸附顺序 离子浓度相近时，电荷高，水合离子半径小的离离子浓度相近时，电荷高，水合离子半径小的离子易被吸附。子易被吸附。Fe3+Cr3+Al3+Ca2+Mg2+K+NH4+Na+H+Li+强酸性阳离子交换柱强酸性阳离子交换柱 :弱酸性：弱酸性： H+ Fe3+ Cr3+ Al3+ Ca2+ Mg2+ K+ NH4+ Na+ Li+强碱性：强碱性： Cr2O72- SO42- CrO42- NO3- Cl- OH- F- HCO3- HS

10、iO3-弱碱性：弱碱性：OH-Cr2O72-SO42-CrO42-NO3-Cl-HCO3-离子洗脱顺序离子洗脱顺序l 吸附顺序中位于前面的离子可以洗脱后面的离子吸附顺序中位于前面的离子可以洗脱后面的离子l 高浓度时高浓度时, 可用顺序后面的离子洗脱前面的离子。可用顺序后面的离子洗脱前面的离子。l 洗脱剂可以是酸或碱，能中和待分析物所带电荷，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。或中和键合硅胶官能团所带电荷。讨论讨论某化合物的某化合物的Pka4, 需用什么柱子吸附？如何洗脱？需用什么柱子吸附？如何洗脱？吸附：吸附：因能在水溶液中电离出弱酸根离子，故可以用因能在

11、水溶液中电离出弱酸根离子，故可以用强阴离子交换柱强阴离子交换柱 SAX 或弱阴离子交换柱或弱阴离子交换柱 WAX萃取。萃取。 吸附之前，先调节溶液吸附之前，先调节溶液PH6 ，使化合物以离子，使化合物以离子状态存在。状态存在。洗脱：洗脱：若用若用SAX柱柱需用需用PH2的酸性溶液洗脱的酸性溶液洗脱（能中和弱阴离子）（能中和弱阴离子）, 或用一种高浓度阴离子洗脱。或用一种高浓度阴离子洗脱。若用若用WAX柱柱需用需用PH2，当用强碱，当用强碱型阴离子交换剂时，样品溶液采用型阴离子交换剂时，样品溶液采用5%的氨水溶液，使的氨水溶液，使pH9即可；（即可；（3)分离弱碱时分离弱碱时，应选阳离子交换柱，

12、需调，应选阳离子交换柱，需调节共轭酸的节共轭酸的pKapH2，99%以上的胺基会结合质子以上的胺基会结合质子呈阳离子态，一般呈阳离子态，一般pH7即可，当用即可，当用RSO3H型吸附剂型吸附剂时，样品溶液采用时，样品溶液采用1%磷酸或甲酸水溶液即可。在离子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交换固相萃取中，不仅要使待分析物以离子状态存在, 而且而且pH值要在离子交换柱的使用范围内。值要在离子交换柱的使用范围内。l 活化吸附剂活化吸附剂 在萃取之前必须用适当的溶剂进行预在萃取之前必须用适当的溶剂进行预处理，以处理，以除去吸附剂中可能存在的杂质，并使吸附剂溶除

13、去吸附剂中可能存在的杂质，并使吸附剂溶剂化剂化，以提高萃取的重现性和回收率。，以提高萃取的重现性和回收率。 l 上样上样 让试样溶液以一定的流速通过柱子（可利用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）。抽真空、加压或离心等方式）。l 洗涤洗涤 用中等强度的溶剂将干扰组分洗脱下来用中等强度的溶剂将干扰组分洗脱下来l 目标化合物的洗脱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。用适当强度的洗脱剂将目标化合物洗脱在收集管中。为提高目标化合物的浓度，可将收集到的化合物用氮气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。吹干，再溶于

14、小体积的溶剂中。6、固相萃取的一般操作程序、固相萃取的一般操作程序7、固相萃取技术的应用、固相萃取技术的应用（1）除去干扰组分；（）除去干扰组分；（2）富集痕量待测组分，提高）富集痕量待测组分，提高分析灵敏度。分析灵敏度。SPE目前已广泛应用于医药、食品、环保、商检、农目前已广泛应用于医药、食品、环保、商检、农药残留等领域中，通过与各种色谱仪、光谱仪、质谱、药残留等领域中，通过与各种色谱仪、光谱仪、质谱、核磁等仪器联用，来分离富集和测定痕量待测组分。核磁等仪器联用，来分离富集和测定痕量待测组分。环境分析：富集空气、水中的痕量有机物如多环芳烃、环境分析：富集空气、水中的痕量有机物如多环芳烃、大环

15、内酯类抗生素、酚类、苯并芘等，及重金属。大环内酯类抗生素、酚类、苯并芘等，及重金属。农药残留分析：有机氯、有机磷、氨基甲酸酯类农药农药残留分析：有机氯、有机磷、氨基甲酸酯类农药残留及菊酯类、磺酰脲类除草剂等。残留及菊酯类、磺酰脲类除草剂等。食品分析：猪肉中莱克多巴、牛奶和虾中氯霉素及蔬食品分析：猪肉中莱克多巴、牛奶和虾中氯霉素及蔬菜、水果中的农药残留、食品添加剂等。菜、水果中的农药残留、食品添加剂等。临床分析：人血清中秋水仙碱、临床分析：人血清中秋水仙碱、9硝基喜树碱等。硝基喜树碱等。中草药及天然产物中有效成分分析：金银花中绿原酸、中草药及天然产物中有效成分分析：金银花中绿原酸、葡萄中白藜芦醇、枸杞中的类胡萝卜素等。葡萄中白藜芦醇、枸杞中的类胡萝卜素等。