2023-02-06 12:31:22 月旭科技(上海)股份有限公司
固相萃取,简称SPE,是从层析柱发展而来的一种用于萃取、分离、浓缩的样品前处理装置。由液固萃取柱和液相色谱技术相结合发展而来,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。广泛的应用在医药、食品、环境、商检、化工等领域。
随着广泛使用,很多实验可能会因为选错固相萃取小柱规格,从而净化量超出固相萃取小柱的容量,导致实验失败。很多人因为不知道如何选择固相萃取小柱的规格苦恼不堪,接下来就告诉大家如何选择规格。
固相萃取小柱大都以聚丙烯(PP)为材料的注射针筒型装置(见图一)。
图一固相萃取小柱的组成
柱管
柱管以毫升(mL)作为单位,是整个固相萃取柱的载体,根据所填装的填料以及上样需求进行选择,常见的规格有3mL、6mL、12mL等,在填料相同规格的条件下,部分实验可用相近柱管替代,如C18填料的固相萃取柱200mg/3mL与200mg/6mL可相互替代,两者之间除了一次最大上样量不同之外,并不会影响实验效果。而柱管除了聚丙烯(PP)材料,也有玻璃等材料用于特殊实验,可根据实验所需选择不同规格的空柱。产品上端敞开,下端为出液口,液体经过吸附剂后从通用接口处排出,通用接口可匹配市面上大多固相萃取装置,可便于实验。
筛板
空柱内装有两片以聚乙烯(PE)或玻璃纤维为材料的筛板,上下各一片,主要起到固定吸附剂和过滤作用,一般根据空柱的内径大小选择筛板。
吸附剂
两个筛板中间则是装填有一定量的色谱吸附剂,一般可根据净化样液的浓度及量来选择吸附剂的规格。固相萃取小柱的核心就是填料,其使用模式分为目标物保留(见图一)和杂质保留(见图二)两种模式,保留模式的目的为富集浓缩目标物,而除杂模式的目的主要是用于净化,两种模式的净化核心就是靠着筛板中间的色谱吸附剂运行。
图二目标物保留模式
图三干扰物保留模式
吸附剂常见的有硅胶基质吸附剂、聚合物基质吸附剂和离子交换吸附剂等,根据不同的实验需求进行选择。
硅胶基质
硅胶键合吸附剂适用于2-8的PH范围,呈现刚性,在溶剂转化时既不收缩也不膨胀,能够在新的溶剂中迅速达到平衡,是比较理想的选择。
聚合物基质
PH为0-14,适用广泛,能与大部分有机溶剂适配使用,表面没有活性没有活性羟基,消除了次级吸附作用所引起碱性化合物回收率不足的影响,针对大部分有机物具有吸附容量大、回收率高、重现性好等优点,克服了传统硅胶基质填料的缺点,在SPE当中使用比例逐年上升。
离子交换吸附剂
根据与基质共价结合的电荷基团的性质,可以将离子交换吸附剂分为阳离子吸附剂和阴离子吸附剂,阳离子交换吸附剂可解离出阴离子基团,吸附溶液中阳离子(碱性物质离子化),保留碱性化合物,而强阳离子交换柱可保留弱碱性化合物。阴离子交换吸附剂可解离出阳离子基团,吸附溶液中阴离子(酸性物质离子), 保留酸性化合物,而强阴离子交换柱可保留弱酸性化合物。
而固相萃取容量是指萃取吸附剂能够吸附保留化合物的量,通常以质量为单位,即每百毫克吸附剂最大保留化合物的质量(mg/100mg)。可表示公式为:
C(柱容量)=保留化合物(mg)/萃取填料质量(100mg)
对于一个给定的固相萃取柱,能够保留化合物的总量为:
C(总量)=C(柱容量)×萃取小柱总质量
对于以硅胶为基质的固相萃取吸附剂,其容量一般在1-5mg/100mg,也就是吸附剂质量的1%-5%。而聚合物基质的填料的容量一般是硅胶基质的3-5倍,其最大容量不超过吸附剂质量的15%。而键合硅胶离子交换吸附剂的容量则是以mep/g吸附剂表示,一般在0.5-1.5mep/g。
那么我们在选择固相萃取小柱的时候,只需要按照目标化合物的量来确定固相萃取小柱的规格大小就可以了吗?当然不是,固相萃取小柱的最大容量并不是全部吸附目标物。在许多分析中,目标化合物的含量往往很低,一般都不会超过固相萃取小柱的容量,但是,在实验当中处理的样品除了含有目标化合物外,还有许多其他化合物,也就是人们常说的杂质。因此,在考虑萃取柱容量的时候,必须考虑目标化合物和可能被保留的杂质总量。也就是说,目标化合物加上可能被保留的杂质总量一定要小于小柱容量,否则会造成小柱超载,将会造成部分目标物在样品过柱时随着样品基质流失。由此可见,对目标化合物而言,固相萃取小柱的实际容量为:
C(实际容量)=【保留化合物(mg)-保留杂质(mg)】/吸附剂质量
总结来说,在选择固相萃取小柱之前,先确认实验所需吸附剂,然后根据净化样液的数量和浓度来确定小柱装填量,最后确定吸附剂载体规格即可。
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