什么是固相萃取,有哪些注意要点呢 什么是固相萃取,有哪些注意要点和事项

什么是固相萃取,有哪些注意要点?

固相萃取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。

萃取是利用系统中组分在溶剂中有不同的溶解度来分离混合物的单元操作,萃取有两种方式:

液液萃取,用选定的溶剂分离液体混合物中某种成分,溶剂必须与被萃取的混合物液体不相溶,具有选择性的溶解能力,而且必须有好的热稳定性和化学稳定性,并有小的毒性和腐蚀性。如用苯分离煤焦油中的酚;用有机溶剂分离石油馏分中的烯烃等。

固液萃取,也叫浸取,用溶剂分离固体混合物中的成分,如用水浸取甜菜中的糖类;用酒精浸取黄豆中的豆油以提高油产量;用水从中药中浸取有效成分以制取流浸膏叫“渗沥”或“浸沥”。

虽然萃取经常被用在化学实验中,但它的操作过程并不造成被萃取物质化学成分的改变(或说化学反应),所以萃取操作是一个物理过程。

萃取蒸馏是在有一种易溶、高沸点,并且不挥发的组分存在下的蒸馏,而这种溶剂本身并不与混合物中的其他组分形成恒沸物。萃取蒸馏通常用来分离一些具有很低的甚至相等的相对挥发度的物系。由于混合物中两组分的挥发度接近相等,使到他们在接近相同的温度下蒸发,而且蒸发的程度也相近,从而使分离变得困难。因此,相对挥发度很低的物系通常很难被简单的蒸馏过程所分离。

萃取蒸馏使用一种一般不挥发、具有高沸点,并且易溶的溶剂与混合物混合,但却并不与混合物中的组分形成恒沸物。这种溶剂与混合物中的各个组分发生不同的作用,令到他们的相对挥发度发生变化。从而使到他们可以在蒸馏过程中分离开来。挥发度高的组分被分离开并形成塔顶产品。塔釜产品则由溶剂和另一组分混合而成。由于溶剂并不与另一组分形成恒沸物,因此他们可以再用适合的方法分离开。

这种蒸馏方法的一个重要部分就是溶剂的选择。溶剂在把两组分分离开的过程中扮演着重要的角色。值得注意的是,在选择溶剂时,溶剂需要能显著改变相对挥发度,否则便会是徒劳的尝试。同时还要注意溶剂的经济性(需要使用的量、其本身的价格和其可用性)。还要容易在塔釜中分离开来。并且不能与各组分或混合物发生化学反应;也不能在设备中引起腐蚀。一个典型的例子 就是用苯胺或其他合适的替代品作为溶剂,萃取蒸馏苯和环己烷形成的恒沸物。

固相萃取是一种用途广泛而且越来越受欢迎的样品前处理技术,它建立在传统的液-液萃取基础之上,结合物质相互作用的相似相溶机理和目前广泛应用的HPLC、 GC中的固定相基本知识逐渐发展起来的。SPE具有有机溶剂用量少、便捷、安全、高效等特点。 SPE根据其相似相溶机理可分为四种:反相SPE、正相SPE、离子交换SPE、吸附SPE。

SPE大多数用来处理液体样品,萃取、浓缩和净化其中的半挥发性和不挥发性化合物,也可用于固体样品,但必须先处理成液体。目前国内主要应用在水中多环芳烃和多氯联苯等有机物质分析,水果、蔬菜及食品中农药和除草剂残留分析,抗生素分析,临床药物分析等方面。

SPE装置由SPE小柱和辅件构成。SPE小柱由三部分组成,柱管、烧结垫和填料。SPE辅件一般有真空系统、真空泵、吹干装置、惰性气源、大容量采样器和缓冲瓶。

一个样品包括分离物和干扰物通过吸附剂;吸附剂选择性的保留分离物和一些干扰物,其他干扰物通过吸附剂;用适当的溶剂淋洗吸附剂,使先前保留的干扰物选择性的淋洗掉,分离物保留在吸附剂床上;纯化、浓缩的分离物从吸附剂上淋洗下来。

固相萃取是一个包括液相和固相的物理萃取过程。在固相萃取中,固相对分离物的吸附力比溶解分离物的溶剂更大。当样品溶液通过吸附剂床时,分离物浓缩在其表面,其他样品成分通过吸附剂床;通过只吸附分离物而不吸附其他样品成分的吸附剂,可以得到高纯度和浓缩的分离物。

在固相萃取中最通常的方法是将固体吸附剂装在一个针筒状柱子里,使样品溶液通过吸附剂床,样品中的化合物或通过吸附剂或保留在吸附剂上。“保留”是一种存在于吸附剂和分离物分子间吸引的现象,造成当样品溶液通过吸附剂床时,分离物在吸附剂上不移动。保留是三个因素的作用:分离物、溶剂和吸附剂。所以,一个给定的分离物的保留行为在不同溶剂和吸附剂存在下是变化的。“洗脱”是一种保留在吸附剂上的分离物从吸附剂上去除的过程,这通过加入一种对分离物的吸引比吸附剂更强的溶剂来完成。

吸附剂的容量是在最优条件下,单位吸附剂的量能够保留一个强保留分离物的总量。不同键合硅胶吸附剂的容量变化范围很大。选择性是吸附剂区别分离物和其他样品基质化合物的能力,也就是说,保留分离物去除其他样品化合物。一个高选择性吸附剂是从样品基质中仅保留分离物的吸附剂。吸附剂选择性是三个参数的作用:分离物的化学结构、吸附剂的性质和样品基质的组成。

固相萃取技术基于液-固相色谱理论,采用选择性吸附、选择性洗脱的方式对样品进行富集、分离、纯化,是一种包括液相和固相的物理萃取过程;也可以将其近似的看作一种简单的色谱过程。

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通过一吸附剂,保留其中被测物质,再选用适当强度溶剂冲去杂质,然后用少量良溶剂洗脱被测物质,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。

延伸阅读

mcx固相萃取原理?

固相萃取就是利用固体吸附剂吸附液体样品中的目标物,使目标物与样品的基体和干扰化合物分离,然后再用洗脱液洗脱或加热介吸附,达到分离和富集目标物的目的。

  固相萃取不需要大量互不相溶的溶剂,处理过程中不会产生乳化现象;因采用GX、高选择性的吸附剂(固定相),固相萃取能显著减少溶剂的用量;固相萃取的预处理过程简单,费用低。

高效液相色谱与固相萃取的异同点比较?

两者本质上是不同的东西,固相萃取柱是用来做固相萃取用的,主要作用是过滤和富集样品,而液相色谱柱是液相色谱上使用的,用来分析样品的。

液相微萃取(Liquid Phase Microextraction, LPME)技术是自1996年以来,随着环境分析技术的发展而发展起来的一种快速、精确、灵敏度高、环境友好的样品前处理技术。从广义上讲,该技术主要包括以下两个方面:(1)基于悬挂液滴的SDME(Suspended/Single Drop Microextraction)形式的微滴液相微萃取;(2)基于中空纤维的两相模式或三相模式的液-液微萃取或液-液-液微萃取。由于该方法具有操作简便、快捷、成本低廉、易与色谱系统联用等优点。

磁性固相萃取优缺点?

优点:

水中有机物的前处理

此类常规处理基本上是用与水不相溶的有机溶剂振荡萃取,用固相萃取的优势在于以下几方面:

可以定量地重复前处理过程

溶剂振荡的操作一般只能要求到控制时间的程度,却无法控制振荡频率,强度,动作,我们知道,每个人的振荡动作是不同的,就是同一个人,也很难保证始终划一的动作。所以说,溶液萃取的动作是不定量,不能重复的。

而在应用固相萃取时,比较容易保持过柱和洗脱速度的均一和稳定,因此,固相萃取的萃取过程是可以重复,可定量的。

现场处理

水中有机物的分析有一个长期困扰我们的瓶颈。有机物在池塘水库等环境中能保持相对稳定,但是一旦进入采样瓶这个小环境中,就会迅速发生变化。现场分析要求最多不能超过4 h,可一般的情况是,从取水回到实验室的时间就远远不止4 h了,样品发生了变化,分析结果的可靠性可想而知。

如果引入固相萃取技术,由于其设备简单,体积小,易于携带,完全可以做到在现场一边采样,一边进行前处理。采样者带回实验室的是固相萃取柱,而不是水样,这样就能保证处理结果的可靠性。

从实际应用来说,在水的检测中用固相萃取技术取代传统液液萃取还有相当多的工作需要摸索,目前尚不能完全取代,但是其发展的前景很值得看好。

减少有机试剂消耗量

在处理水样时,如果用固相萃取,则只需要在洗脱时用到有机溶剂,用量比传统液液萃取要少得多。对于实验者的人身保护和环境保护有着积极的意义。

批量生物材料的药物成分萃取

这是固相萃取在实际应用中比较成功的范例,主要是指在医院中检测血样和尿样时的前处理工作,由于对药物成份的吸附是固相萃取的优势,加上样品单一,组成固定,在确定方法后很适合大规模批量的净化操作。

免疫亲和固相萃取

萃取的理想状态是特异性富集或特异性排斥,可是不论是溶液萃取还是固相萃取,基本上是相似相溶的,最多做到“某一类”层次的萃取,而无法达到“某一种”层次的萃取。在固相萃取柱的基础上加上免疫亲和技术,可以利用其生物特异性选择吸附,能够达到理想的萃取效果。

缺点:

样品局限性

固相萃取不适于处理固体样品。对于固体,必须将其先制备为液体形态才能进行固相萃取操作,这一点就远不如液体萃取了。即使是液体样品,固相萃取也有其额外的苛刻要求,即液体必须洁净度高,不能有悬浮物或其他固体颗粒,否则会在柱前形成堵塞,无法继续过柱及洗脱操作。所以固体样品要制备成液体,液体样品最好先经过过滤。相比来说,溶剂萃取就不存在这个麻烦,略带杂质也影响不大。

结构局限性

固相萃取柱的结构很简单,除了塑料管,就只有筛板和填料。简单的结构,虽然带来了便利,也带来了与生俱来的矛盾,一些在用溶剂萃取时永远不会遇到的矛盾。

液面的问题

当进行活化、净化,洗脱等典型的固相萃取操作时,会使用不同溶剂,这时的操作要求在液面下降到筛板时换加不同溶剂,加得太晚,会使填料中干涸产生气泡,影响结果的稳定性(甚至会因为溶液的张力问题而使液面无法下降)。相反,如果加得太晚,会使加入溶液和在筛板上的原有溶液混合,产生无法预料极性的新洗脱液,使结果的可靠性大打折扣。

加液加到筛板,说得容易做起来难,如果单独做一个样品可以紧盯液面操作。但是在批量操作时只会顾此失彼,固相萃取技术实用的一个重要意义就在于方便可靠地批量处理样品,如果这个意义削弱的话,其实用性也就大大降低。

液面问题是制约固相萃取应用成功的主要瓶颈,虽隐蔽却无法回避。解决的方法有两种,一是干脆不用理会液面的困扰 ,每次都做到抽空溶液,这种做法倒是不会产生筛板上的溶液混合的问题,但是又会出现一个新的问题,即填料看起来是抽干了,但实际表面还是有数量不定的液体,每次干涸程度不一致,也无法重复。另一种解决方法就是在使用固相萃取器时用电导探针测试,这个方法比较精确,但是也有一个新的问题,探针需要清洗,否则会有交叉污染的可能,而且有这类装置的固相萃取器价格一般相当昂贵。且一个探针在同一时间只能探测一个样品管,要同时监测一批小柱则很困难

填料的装填松紧问题

用液体萃取时我们从来不用考虑整个溶剂的密度是否均匀,但是对于固体填料,却不能忽略这个问题。在同一批次甚至同一包里的几个小柱,加上相同溶液时,我们会发现液体过柱的速度是不均匀的 ,总是有快有慢。

固相萃取是色谱法吗?

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。

固相萃取法处理生物样品有何优点?

固相萃取主要是进行样品分析前的预处理,即净化和浓缩以及富集,相转换以及在线衍生化.其优点主要是:

1 萃取被测物更彻底

2 分离被测物与干扰物的效率更高

3 降低有机溶剂消耗

4 易于收集全部被测物部分

5 人工操作更方便

6 能除去微粒……………… …………。

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