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关于SPE正相和反相萃取,你真的了解吗?

2020-10-26

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固相萃取(Solid Phase Extraction,简称SPE),也称固相提取,是一种基于液-固色谱分离,对目标化合物可以进行选择性吸附、选择性洗脱的前处理技术。根据其保留机制,作用力主要分为非极性相互作用、极性相互作用、离子交换作用(静电吸引力)。

离子交换小柱针对的是可解离的带电物质,在农残、兽残的分析中,使用居多的还是正相萃取反相萃取小柱。今天小编就带大家详细地了解一下正相萃取和反相萃取。

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反相作用机理

反相模式是指SPE小柱固定相极性小于流动相极性的分离模式。主要是利用固定相官能团的碳氢键与目标化合物的碳氢键之间的非极性作用力,适用于从极性基质中萃取分离非极性到中等极性的目标物。

对于通过非极性作用力吸附在反相SPE柱上的目标物,可以用弱极性的溶剂洗脱,如氯fang、环己烷、乙酸乙酯等。只要溶剂的洗脱强度足以破坏目标物与吸附剂之间的范德华力,就可以将目标物从SPE柱上洗脱下来。即便是极性较强的甲醇,对于许多化合物来说也具有足够的非极性作用力将其洗脱。有时单一溶剂不能把疏水性强的目标物完全洗脱下来,则可考虑使用二氯甲烷:乙酸乙酯(1:1,体积比)。

反相模式下,溶剂体系的极性应按照样品溶剂、淋洗溶剂、洗脱溶剂的顺序逐渐降低,而它们的洗脱强度逐渐增大。必须保证选择的样品溶剂不能将目标物洗脱,选择的淋洗液应在不洗脱目标物的前提下最大限度地洗脱干扰物,所选洗脱液应能恰好完全洗脱目标物。

正相作用机理

正相模式是指SPE小柱固定相极性大于流动相极性的分离模式。主要是利用:

固相萃取材料极性表面与目标物极性官能团之间的极性相互作用。极性作用力的强度比非极性作用力要大,但比离子作用力小。常见的极性官能团包括羟基、胺基、巯基等。弱极性的基质环境有利于极性作用力的形成,因为弱极性溶剂没有能够与极性固定相形成氢键的官能团。因此,在SPE的正相萃取中,样品基质多为弱极性的,如正己烷、二氯甲烷、菜油等,而目标物大多含有极性官能团

常见的极性固定相有:硅胶,氧化铝,弗罗里硅土及含有氰基(CN)、氨基(NH2)、二醇基(2OH)的键合硅胶。

正相模式下,溶剂体系的极性应按照样品溶剂、淋洗溶剂、洗脱溶剂的顺序逐渐升高,它们的洗脱强度也逐渐增大。必须保证选择的样品溶剂不能将目标物洗脱,选择的淋洗液应在不洗脱目标物的前提下最大限度地洗脱干扰物,所以洗脱液应能恰好完全洗脱目标物。

那么面对反相、正相固相萃取,在实际应用中我们该选哪一个呢?下面小编就为大家做一个具体的分析。

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由于大多数化合物具有多种官能团,在实际操作中,主要根据目标物和干扰物的性质来考虑采用哪种萃取机理。如:2-萘胺是一种弱碱性化合物(pKa=4.16),在一定pH条件下可以呈阳离子态,该化合物又同时具有疏水和亲水基团。这时,可以根据样品基质来选择有利于将目标物与干扰物分离的萃取机理。当目标物处于弱极性的样品基质中,此时可利用极性相互作用,选择正相萃取模式;若处于极性的样品环境,可利用非极性相互作用,选择反相萃取模式。此外,还可以将萃取环境的pH调节到低于目标物pKa两个pH单位,即pH=2.16,采用阳离子交换机理。下面总结了影响保留机制选择的主要因素:

保留机制D一影响因素:目标物官能团的性质

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保留机制第二影响因素:样品基质的性质

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通过以上内容,关于固相萃取模式的选择,相信小伙伴们已经有所了解。此外,月旭科技针对不同的检测项目,相继推出硅胶基质的反相、正相、离子交换小柱,以及聚合物基质、无机基质、混合型吸附机理的SPE产品。