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乾貨∣掌握固相萃取小知識,輕鬆應對SPE方法開發

2020-05-25

在前期的推文中,小編已經爲大家介紹了離子交換固相萃取小柱吸附機理及方法開發中需要注意的問題。想必大家已經知道離子交換SPE小柱主要針對在萃取環境中可解離成帶電離子的化合物,那麼填料爲正相吸附劑和反相吸附劑主要用來分析哪些化合物呢,下面聽小編娓娓道來。


首先,我們先簡要了解一下反相萃取與正相萃取的吸附機理。


反相作用機理:

反相萃取分離主要是利用固相萃取材料官能團上的碳氫鍵與目標化合物的碳氫鍵之間的非極性作用力。通常,非極性的反相SPE柱較爲適用於從極性基質中萃取分離非極性及中等極性的目標化合物。


對於通過非極性作用力吸附在非極性SPE柱上的目標化合物,可以用具有非極性性質的溶劑洗脫,如氯仿、環己烷、乙酸乙酯等。只要溶劑的洗脫強度足以破壞目標化合物與吸附劑非極性官能團之間的範德華力,就可以順利地將目標化合物從SPE柱上洗脫下來。即便是極性較強的甲醇,對於許多化合物來說也具有足夠的非極性作用力將其洗脫。有時單一溶劑不能把疏水性強的目標化合物完全洗脫下來,則可考慮使用二氯甲烷:乙酸乙酯(1:1,體積比)。


反相固相萃取模式下,溶劑體系的極性應按照樣品溶劑、淋洗溶劑、洗脫溶劑的順序逐漸降低,而它們的洗脫強度逐漸增大。必須保證選擇的樣品溶劑不能將目標化合物洗脫,選擇的淋洗液應在不洗脫目標化合物的前提下最大限度地洗脫干擾物,所選洗脫液應能恰好完全洗脫目標化合物。


正相作用機理:

極性作用力發生在許多固相萃取材料極性表面與樣品中目標化合物的極性官能團之間。常見的具有極性作用力的吸附劑在色譜中一般都稱爲正相色譜吸附劑。極性作用力的強度比非極性作用力要大,但比離子作用力的強度小。常見的極性官能團包括羥基、胺基、巰基等。


非極性的基質環境有利於吸附劑和目標化合物之間的極性作用力,因爲非極性溶劑沒有能夠與極性固定相材料形成氫鍵的官能團。因此,在極性作用力的固相萃取中,樣品的基質多爲非極性的,如正己烷、二氯甲烷、菜油等,而目標化合物多含有極性較大的官能團。


常見的極性固定相萃取材料包括:硅膠、氧化鋁、弗羅裏硅土及含有氰基(CN)、氨基(NH2)、二醇基(2OH)的鍵合硅膠。


正相固相萃取模式下,溶劑體系的極性應按照樣品溶劑、淋洗溶劑、洗脫溶劑的順序逐漸升高,它們的洗脫強度也逐漸增大。必須保證選擇的樣品溶劑不能將目標化合物洗脫,選擇的淋洗液應在不洗脫目標化合物的前提下最大限度地洗脫干擾物,所以洗脫液應能恰好完全洗脫目標化合物。


加上之前爲大家介紹的離子交換固相萃取技術,現在又面對反相、正相固相萃取,如此之多的吸附機制,實際應用中我們該選哪一個呢?下面小編就爲大家做一個具體的分析。


由於許多化合物同時具有多種官能團,在選擇固相萃取機理時,應該根據目標化合物及干擾物的性質來考慮採用哪種萃取機理較爲有利。如:2-萘胺是一個弱鹼性化合物(pKa=4.16),在一定的pH條件下還可以呈陽離子狀態,同時該化合物具有疏水的非極性官能團及親水的極性官能團。這時,就應該根據樣品基質的具體情況來選擇有利於將目標化合物與干擾物分離的萃取機理。如果樣品基質中同時含有大量的非極性干擾雜質,就應該避免採用非極性的萃取機理,而將樣品的pH調節到低於其pKa兩個pH單位,即pH=2.16,並採用陽離子交換機理。反之,如果樣品中同時含有大量的陽離子干擾雜質,則應該調節樣品的pH至6.16(高於pKa兩個單位),採用非極性萃取機理較爲有利。


保留機制第一影響因素:目標分析物官能團的性質

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保留機制第二影響因素:樣品基質的性質

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通過近期推文,關於固相萃取小知識,相信小夥伴們已經瞭如指掌,接下來就在SPE方法開發中大顯身手吧。