你真的了解固相萃取柱嘛?你知道怎么選嗎?
更新時間:2023-02-06 點擊次數(shù):1181
固相萃取,簡稱SPE,是從層析柱發(fā)展而來的一種用于萃取、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(jié)合發(fā)展而來,主要用于樣品的分離、純化和濃縮,與傳統(tǒng)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(yù)處理過程,操作簡單、省時、省力。廣泛的應(yīng)用在醫(yī)藥、食品、環(huán)境、商檢、化工等領(lǐng)域。
隨著廣泛使用,很多實驗可能會因為選錯固相萃取小柱規(guī)格,從而凈化量超出固相萃取小柱的容量,導(dǎo)致實驗失敗。很多人因為不知道如何選擇固相萃取小柱的規(guī)格苦惱不堪,接下來就告訴大家如何選擇規(guī)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(見圖一)。
柱管以毫升(mL)作為單位,是整個固相萃取柱的載體,根據(jù)所填裝的填料以及上樣需求進(jìn)行選擇,常見的規(guī)格有3mL、6mL、12mL等,在填料相同規(guī)格的條件下,部分實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,兩者之間除了一次最大上樣量不同之外,并不會影響實驗效果。而柱管除了聚丙烯(PP)材料,也有玻璃等材料用于特殊實驗,可根據(jù)實驗所需選擇不同規(guī)格的空柱。產(chǎn)品上端敞開,下端為出液口,液體經(jīng)過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,可便于實驗。
空柱內(nèi)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濾作用,一般根據(jù)空柱的內(nèi)徑大小選擇篩板。
兩個篩板中間則是裝填有一定量的色譜吸附劑,一般可根據(jù)凈化樣液的濃度及量來選擇吸附劑的規(guī)格。固相萃取小柱的核心就是填料,其使用模式分為目標(biāo)物保留(見圖一)和雜質(zhì)保留(見圖二)兩種模式,保留模式的目的為富集濃縮目標(biāo)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篩板中間的色譜吸附劑運行。
吸附劑常見的有硅膠基質(zhì)吸附劑、聚合物基質(zhì)吸附劑和離子交換吸附劑等,根據(jù)不同的實驗需求進(jìn)行選擇。
硅膠鍵合吸附劑適用于2-8的PH范圍,呈現(xiàn)剛性,在溶劑轉(zhuǎn)化時既不收縮也不膨脹,能夠在新的溶劑中迅速達(dá)到平衡,是比較理想的選擇。
PH為0-14,適用廣泛,能與大部分有機溶劑適配使用,表面沒有活性沒有活性羥基,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(xiàn)性好等優(yōu)點,克服了傳統(tǒng)硅膠基質(zhì)填料的缺點,在SPE當(dāng)中使用比例逐年上升。
根據(jù)與基質(zhì)共價結(jié)合的電荷基團(tuán)的性質(zhì),可以將離子交換吸附劑分為陽離子吸附劑和陰離子吸附劑,陽離子交換吸附劑可解離出陰離子基團(tuán),吸附溶液中陽離子(堿性物質(zhì)離子化),保留堿性化合物,而強陽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離子基團(tuán),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,即每百毫克吸附劑最大保留化合物的質(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,其最大容量不超過吸附劑質(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候,只需要按照目標(biāo)化合物的量來確定固相萃取小柱的規(guī)格大小就可以了嗎?當(dāng)然不是,固相萃取小柱的最大容量并不是全部吸附目標(biāo)物。在許多分析中,目標(biāo)化合物的含量往往很低,一般都不會超過固相萃取小柱的容量,但是,在實驗當(dāng)中處理的樣品除了含有目標(biāo)化合物外,還有許多其他化合物,也就是人們常說的雜質(zhì)。因此,在考慮萃取柱容量的時候,必須考慮目標(biāo)化合物和可能被保留的雜質(zhì)總量。也就是說,目標(biāo)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,否則會造成小柱超載,將會造成部分目標(biāo)物在樣品過柱時隨著樣品基質(zhì)流失。由此可見,對目標(biāo)化合物而言,固相萃取小柱的實際容量為:
C(實際容量)=【保留化合物(mg)-保留雜質(zhì)(mg)】/吸附劑質(zhì)量
總結(jié)來說,在選擇固相萃取小柱之前,先確認(rèn)實驗所需吸附劑,然后根據(jù)凈化樣液的數(shù)量和濃度來確定小柱裝填量,最后確定吸附劑載體規(guī)格即可。