【固相萃取知识汇总】来这看看,让你的萃取过程更省心。。。。

发布时间:2018-07-12 07:03



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 第一块 基本知识及原理 


固相萃取(Solid-Phase Extraction,简称SPE)是近年发展起来一种样品预处理技术,由液固萃取和柱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。


SPE是利用选择性吸附与选择性洗脱的液相色谱法分离原理。较常用的方法是使液体样品溶液通过吸附剂,保留其中被测物质,再选用适当强度溶剂冲去杂质,然后用少量溶剂迅速洗脱被测物质,从而达到快速分离净化与浓缩的目的。也可选择性吸附干扰杂质,而让被测物质流出;或同时吸附杂质和被测物质,再使用合适的溶剂选择性洗脱被测物质。


固相萃取主要通过目标物与吸附剂之间的以下作用力来保留/吸附的:

1)疏水作用力:如C18 、C8、 Silica 、苯基柱等

2)离子交换作用:SAX,  SCX ,COOH 、NH 2

3)物理吸附:Florsil 、 Alumina 等

 

[1] 干货 | 固相萃取技术基础知识


固相萃取_百度文库


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固相萃取技术原理与应用_百度文库


固相萃取基本原理与操作_百度文库


固相萃取机理_百度文库


固相萃取柱原理及应用_百度文库


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 第二块 固相萃取分类 


1. 按填料吸附原理进行分类:

a.专用固相萃取:特异性吸附,分子印迹原理、免疫亲和原理等;

b.反相固相萃取:疏水性相互作用,非极性-非极性相互作用、范德华力或色散力;

c.正相固相萃取:亲水性相互作用,极性-极性相互作用、氢键、π-π相互作用、偶级-偶级相互作用、偶级-诱导偶级相互作用;

d.离子交换固相萃取:阴阳离子吸附作用,静电吸附。


2. 按照填料基质类型分类

a.硅胶基质:Si、C18等;

b.高分子聚合基质;

c.吸附性材料基质;

d.混合型材料基质。

 

[1] 【深度】固相萃取仪产品分类及产业链分析


固相萃取柱的类型及应用_百度文库


SPE 固相萃取技术的原理, 类型, 方法和应用_百度文库






 第三块 溶剂的选择 


[1] 固相萃取填料(SPE)快速选择指南 


 

固相萃取小柱终极版_百度文库


固相萃取柱知识点_百度文库


几种常见固相萃取柱_百度文库


固相萃取指南_百度文库




 第四块 操作步骤 


① 活化

洗净小柱,便于建和相分子展开,可用一满管洗脱溶剂冲洗填料,若使用膜片,可使用5-10毫升洗脱溶剂冲洗;


② 平衡

用与样品基质相似(ph、极性等)的溶液处理固定相,使目标物的保留达到最大化;


③ 上样

可用移液管或移液器准确地将样品加入小柱中。当流速过慢时可通过真空或正压使样品通过小柱,同时流速需要适当的控制,离子交换型流速不应大于2mL/min,其他类型不应大于5mL/min;


④ 淋洗

淋洗的目的是去除干扰物,对于不保留的干扰物可用平衡溶液冲洗;对于若保留的干扰物,可用中等洗脱强度的溶剂进行冲洗,同时要注意所选用的溶剂应保证目标分析物不能被洗出。一般冲洗量不超过一根小柱的体积量;


⑤ 洗脱

用少量溶剂洗脱目标化合物,尽量保留吸附在填料上更牢固的杂质。收集洗脱液,采用蒸发、浓缩或换相,为进一步的分析做准备。流速同上样需要控制,离子交换型流速不应大于2mL/min,其他类型不应大于5mL/min。

 

[1] 固相萃取步骤


固相萃取装置操作规程_百度文库


固相萃取操作规程_百度文库


固相萃取装置及操作步骤_百度文库


固相萃取操作指南_百度文库


AT280 固相萃取仪操作规程_百度文库


固相萃取的使用方法_百度文库





 第五块 常见问题 


1. pH 值对固相萃取的影响

pH 值可以改变目标物 /吸附剂的离子化或质子化程度。


对于强阳 /阴离子交换柱讲,因为吸附剂本身是完全离子化的状态,目标物必须完全离子化才可以保证其被吸附剂完全吸附保留。而目标物的离子化程度则与pH 值有关。

如对于弱碱性化合物来讲,其 pH 值必须小于其 pKa 值两个单位才可以保证目标物完全离子化,而对于弱酸性化合物,其 pH 值必须大于其 pKa 值两个单位才能保证其完全离子化。对于弱阴 /阳离子交换柱来讲,必须要保证吸附剂完全离子化才保证目标物的完全吸附,而溶液的 pH 值必须满足一定的条件才能保证其完全离子化。


2. 固相萃取操作步骤及注意事项

针对填料保留机理的不同(填料保留目标化合物或保留杂质),操作稍有不同。

1)填料保留目标化合物

固相萃取操作一般有四步(见图 1):

活化 ---- 除去小柱内的杂质并创造一定的溶剂环境。(注意整个过程不要使小柱干涸)

上样 ---- 将样品用一定的溶剂溶解,转移入柱并使组分保留在柱上。(注意流速不要过快,以 1ml/min 为宜,最大不超过 5ml/min )

淋洗 ---- 最大程度除去干扰物。(建议此过程结束后把小柱完全抽干)

洗脱 ---- 用小体积的溶剂将被测物质洗脱下来并收集。(注意流速不要过快,以 1ml/min 为宜)


2)填料保留杂质

固相萃取操作一般有三步(见图 2):

活化 ---- 除去柱子内的杂质并创造一定的溶剂环境。 (注意整个过程不要使小柱干涸)

上样 ---- 将样品转移入柱, 此时大部分目标化合物会随样品基液流出,杂质被保留在柱上,故此步骤要开始收集(注意流速不要过快)

洗脱 ----- 用小体积的溶剂将组分淋洗下来并收集,合并收集液。(注意流速不要过快)此种情况多用于食品或农残分析中去除色素。


[1] 固相萃取的三大常见问题

[2] 固相萃取常见问题及六大案例分析

[3] 轻松应对 “固相萃取常见问题”!

[4] 消解、固相萃取等 20 种仪器分析样品前处理方法大汇总




 第六块 方法的建立 


1. 初步固相萃取方法的建立,建立初步的萃取方法要考虑:

  • 选择合适的 SPE 柱

  • 选择合适的固相萃取方法

  • 方法的优化


2. 固相萃取柱的选择 

首选根据目标化合物与干扰物的差异,如极性,分子量, pka 值等,选择合适的填料。


而固相萃取柱规格的选择,对于反相、正相和吸附型固相萃取柱来说,被萃取样品的质量不超 SPE 柱填料的 5%(参考值, 同一种 SPE 柱对不同的目标物选择性不同, 吸附容量不同);


离子交换型的固相萃取柱, 必须考虑离子交换的容量。不同厂家的小柱离子交换容量稍有差异。

规格

最大上样量

最小洗脱体积

100mg/1mL

5mg

250μL

200mg/3mL

10mg

500μL

500mg/6mL

25mg

1.2mL

1g/6mL

50mg

2.4mL


3、影响萃取效率的因素

① 填料(固定相):核心选择合适的SPE 柱是保证理想结果的前提。


② 洗脱溶剂的强度:采用正相固定相时,溶剂强度随其极性增强而增加;采用反相固定相时,溶剂强度随极性减弱而增强。


③ pH 值:离子交换固定相、被分析物和干扰物质的 pKa 各不相同。通过调节 pH 大小,可以使固定相带电荷, 被分析物带相反电荷,而使干扰物质不带电荷;或者反过来,使固定相带电荷,干扰物质带相反电荷,而使被分析物不带电荷。


④ 操作: 控制合适的流速、活化的时不要让柱干涸等。




 第七块 常见问题及应用 


固相萃取的常见问题:

  • 分析物回收率低

  • 萃取重现性差

  • 洗脱馏分中含有干扰物


具体解决方案如下


A. 分析物回收率低


a.目标化合物在吸附剂上保留不足:可能是SPE柱选择错误、样品溶剂和淋洗液的洗脱强度过强、样品体积或浓度过高导致“穿柱”、预处理不理想等原因导致,可针对具体原因选择更换SPE柱,或重新选择样品淋洗液、降低样品量、增加填料、重新活化来解决问题。


b.目标化合物未被完全洗脱:主要原因有SPE柱对化合物保留太强、洗脱液强度不够,可选择合适的SPE柱,或提高洗脱液的洗脱强度。


B. 重现性差


a.样品流速过快:降低流速

b.洗脱机用量不足:增大洗脱机的用量


C. 洗脱馏分中含有干扰物

a. 可选择选择性好的吸附剂。

b. 对于正向吸附可分别用由低到高浓度的正己烷甲基叔丁基醚溶液洗脱;对于反向吸附可分别由低到高浓度的甲醇水溶液洗脱,并找出甲醇的含量稍低于目标化合物恰好被洗脱时的溶剂体系及甲基叔丁基醚含量稍低于目标化合物恰好倍洗脱时的溶剂体系。


[1] 固相萃取应用集锦

[2] 固相萃取及其在农残检测中的应用

[3] 固相萃取仪在检测食品中三聚氰胺的应用

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