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2023-02-09
固相萃取,簡(jiǎn)稱(chēng)SPE,是從層析柱發(fā)展而來(lái)的一種用于萃取、分離、濃縮的樣品前處理裝置。由液固萃取柱和液相色譜技術(shù)相結合發(fā)展而來(lái),主要用于樣品的分離、純化和濃縮,與傳統的液液萃取法相比較可以提高分析物的回收率,更有效的將分析物與干擾組分分離,減少樣品預處理過(guò)程,操作簡(jiǎn)單、省時(shí)、省力。廣泛的應用在醫藥、食品、環(huán)境、商檢、化工等領(lǐng)域。
隨著(zhù)廣泛使用,很多實(shí)驗可能會(huì )因為選錯固相萃取小柱規格,從而凈化量超出固相萃取小柱的容量,導致實(shí)驗失敗。很多人因為不知道如何選擇固相萃取小柱的規格苦惱不堪,接下來(lái)就告訴大家如何選擇規格。
固相萃取小柱大都以聚丙烯(PP)為材料的注射針筒型裝置(見(jiàn)圖一)。
圖一固相萃取小柱的組成
柱管
柱管以毫升(mL)作為單位,是整個(gè)固相萃取柱的載體,根據所填裝的填料以及上樣需求進(jìn)行選擇,常見(jiàn)的規格有3mL、6mL、12mL等,在填料相同規格的條件下,部分實(shí)驗可用相近柱管替代,如C18填料的固相萃取柱200mg/3mL與200mg/6mL可相互替代,兩者之間除了一次更大上樣量不同之外,并不會(huì )影響實(shí)驗效果。而柱管除了聚丙烯(PP)材料,也有玻璃等材料用于特殊實(shí)驗,可根據實(shí)驗所需選擇不同規格的空柱。產(chǎn)品上端敞開(kāi),下端為出液口,液體經(jīng)過(guò)吸附劑后從通用接口處排出,通用接口可匹配市面上大多固相萃取裝置,可便于實(shí)驗。
篩板
空柱內裝有兩片以聚乙烯(PE)或玻璃纖維為材料的篩板,上下各一片,主要起到固定吸附劑和過(guò)濾作用,一般根據空柱的內徑大小選擇篩板。
吸附劑
兩個(gè)篩板中間則是裝填有一定量的色譜吸附劑,一般可根據凈化樣液的濃度及量來(lái)選擇吸附劑的規格。固相萃取小柱的核心就是填料,其使用模式分為目標物保留(見(jiàn)圖一)和雜質(zhì)保留(見(jiàn)圖二)兩種模式,保留模式的目的為富集濃縮目標物,而除雜模式的目的主要是用于凈化,兩種模式的凈化核心就是靠著(zhù)篩板中間的色譜吸附劑運行。
吸附劑常見(jiàn)的有硅膠基質(zhì)吸附劑、聚合物基質(zhì)吸附劑和離子交換吸附劑等,根據不同的實(shí)驗需求進(jìn)行選擇。
硅膠基質(zhì) 硅膠鍵合吸附劑適用于2-8的PH范圍,呈現剛性,在溶劑轉化時(shí)既不收縮也不膨脹,能夠在新的溶劑中迅速達到平衡,是比較理想的選擇。 聚合物基質(zhì) PH為0-14,適用廣泛,能與大部分有機溶劑適配使用,表面沒(méi)有活性沒(méi)有活性羥基,消除了次級吸附作用所引起堿性化合物回收率不足的影響,針對大部分有機物具有吸附容量大、回收率高、重現性好等優(yōu)點(diǎn),克服了傳統硅膠基質(zhì)填料的缺點(diǎn),在SPE當中使用比例逐年上升。 離子交換吸附劑 根據與基質(zhì)共價(jià)結合的電荷基團的性質(zhì),可以將離子交換吸附劑分為陽(yáng)離子吸附劑和陰離子吸附劑,陽(yáng)離子交換吸附劑可解離出陰離子基團,吸附溶液中陽(yáng)離子(堿性物質(zhì)離子化),保留堿性化合物,而強陽(yáng)離子交換柱可保留弱堿性化合物。陰離子交換吸附劑可解離出陽(yáng)離子基團,吸附溶液中陰離子(酸性物質(zhì)離子), 保留酸性化合物,而強陰離子交換柱可保留弱酸性化合物。 而固相萃取容量是指萃取吸附劑能夠吸附保留化合物的量,通常以質(zhì)量為單位,即每百毫克吸附劑更大保留化合物的質(zhì)量(mg/100mg)??杀硎竟綖椋?/p> C(柱容量)=保留化合物(mg)/萃取填料質(zhì)量(100mg) 對于一個(gè)給定的固相萃取柱,能夠保留化合物的總量為: C(總量)=C(柱容量)×萃取小柱總質(zhì)量 對于以硅膠為基質(zhì)的固相萃取吸附劑,其容量一般在1-5mg/100mg,也就是吸附劑質(zhì)量的1%-5%。而聚合物基質(zhì)的填料的容量一般是硅膠基質(zhì)的3-5倍,其更大容量不超過(guò)吸附劑質(zhì)量的15%。而鍵合硅膠離子交換吸附劑的容量則是以mep/g吸附劑表示,一般在0.5-1.5mep/g。 那么我們在選擇固相萃取小柱的時(shí)候,只需要按照目標化合物的量來(lái)確定固相萃取小柱的規格大小就可以了嗎?當然不是,固相萃取小柱的更大容量并不是全部吸附目標物。在許多分析中,目標化合物的含量往往很低,一般都不會(huì )超過(guò)固相萃取小柱的容量,但是,在實(shí)驗當中處理的樣品除了含有目標化合物外,還有許多其他化合物,也就是人們常說(shuō)的雜質(zhì)。因此,在考慮萃取柱容量的時(shí)候,必須考慮目標化合物和可能被保留的雜質(zhì)總量。也就是說(shuō),目標化合物加上可能被保留的雜質(zhì)總量一定要小于小柱容量,否則會(huì )造成小柱超載,將會(huì )造成部分目標物在樣品過(guò)柱時(shí)隨著(zhù)樣品基質(zhì)流失。由此可見(jiàn),對目標化合物而言,固相萃取小柱的實(shí)際容量為: C(實(shí)際容量)=【保留化合物(mg)-保留雜質(zhì)(mg)】/吸附劑質(zhì)量 總結來(lái)說(shuō),在選擇固相萃取小柱之前,先確認實(shí)驗所需吸附劑,然后根據凈化樣液的數量和濃度來(lái)確定小柱裝填量,更后確定吸附劑載體規格即可。