1、固相萃取固相萃取（一）概述（一）概述（二）（二）SPE基本原理基本原理（三）（三）SPE法的优点法的优点（四）（四） SPE装置与操作装置与操作（五）（五） 吸附剂类型吸附剂类型（六）固相萃取条件选择（六）固相萃取条件选择（一）概述（一）概述SPE ：Solid Phase Extraction是一种液相色谱分离，利用固体吸附是一种液相色谱分离，利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物与干扰剂将液体样品中的目标化合物与干扰化合物分离，达到分离和富集目标化化合物分离，达到分离和富集目标化合物的目的。采用高效、高选择性的合物的目的。采用高效、高选择性的固定相固定相 进行萃取的样品预处理技术。进行萃取
2、的样品预处理技术。 SPE技术自上世纪技术自上世纪70年代后期问年代后期问世以来，发展迅速，广泛应用于环境、世以来，发展迅速，广泛应用于环境、制药、临床医学、食品等领域制药、临床医学、食品等领域 。概述概述固相萃取目的固相萃取目的借助借助SPE所要达到的目的是：所要达到的目的是： （1）从试样中除去对以后的分析有干扰物质；）从试样中除去对以后的分析有干扰物质；（2）富集痕量组分，提高分析灵敏度；）富集痕量组分，提高分析灵敏度； （3）变换试样溶剂，使之与分析方法想匹配；）变换试样溶剂，使之与分析方法想匹配； （4）原位衍生；）原位衍生； （5）试样脱盐。）试样脱盐。 使用使用SPE方法，要尽可
3、能避免柱因超载而被穿透，方法，要尽可能避免柱因超载而被穿透，从而影响分析结果的准确性从而影响分析结果的准确性 。概述概述样品类型样品类型 SPE可以用于所有类型样品的处理，但是液体样品是最容可以用于所有类型样品的处理，但是液体样品是最容易处理的。易处理的。Survey response %（二）（二）SPE基本原理基本原理 SPE是一种吸附剂萃取，样品通过填充吸附剂的是一种吸附剂萃取，样品通过填充吸附剂的一次性萃取柱，分析物和杂质被保留在柱上，然后分一次性萃取柱，分析物和杂质被保留在柱上，然后分别用选择性溶剂去除杂质，洗脱出分析物，从而达到别用选择性溶剂去除杂质，洗脱出分析物，从而达到分离的目
4、的。分离的目的。 SPE的分离模式主要取决于填充剂的类型和溶剂的分离模式主要取决于填充剂的类型和溶剂的性质。的性质。SPE基本原理基本原理vSPE也是一个柱色谱分离过程，分离机理、固定相和也是一个柱色谱分离过程，分离机理、固定相和溶剂的选择等方面与高效液相色谱（溶剂的选择等方面与高效液相色谱（HPLC）有许多相）有许多相似之处。似之处。v但是但是SPE柱的填料粒径（柱的填料粒径（40m）要比）要比HPLC填料填料（310m）大。由于短的柱床和大的粒径，）大。由于短的柱床和大的粒径，SPE柱效柱效比比HPLC色谱柱低得多。色谱柱低得多。 v因此，用因此，用SPE只能分开保留性质有很大差别的化合物
5、。只能分开保留性质有很大差别的化合物。v与与HPLC的另一个差别是的另一个差别是SPE柱是一次性使用。柱是一次性使用。 （三）（三）SPE法的优点法的优点(1 ) 简单、快速和简化了样品预处理操作步骤简单、快速和简化了样品预处理操作步骤 ,缩短缩短了预处理时间。了预处理时间。(2 ) 处理过的样品易于贮藏、运输处理过的样品易于贮藏、运输 ,便于实验室间进便于实验室间进行质控。行质控。(3 ) 可选择不同类型的吸附剂和有机溶剂用以处理各可选择不同类型的吸附剂和有机溶剂用以处理各种不同类的有机污染物。种不同类的有机污染物。(4) 不出现乳化现象不出现乳化现象 ,提高了分离效率。提高了分离效率。(5
6、) 仅用少量的有机溶剂仅用少量的有机溶剂 ,降低了成本。降低了成本。(6) 易于与其他仪器联用易于与其他仪器联用 ,实现自动化在线分析。实现自动化在线分析。（四）（四） SPE装置与操作装置与操作举例：反相萃取柱举例：反相萃取柱C18, C8, Phenyl, CN, NH2活化：甲醇、乙腈等，活化：甲醇、乙腈等，1倍柱管体积或倍柱管体积或3倍柱床体积倍柱床体积35 mL/min平衡：水，平衡：水，1倍柱管体积或倍柱管体积或3倍柱床体倍柱床体积积,35 mL/min上样：水溶液（缓冲剂稀释）生物流体上样：水溶液（缓冲剂稀释）生物流体等等,1 mL/min淋洗：含淋洗：含550%极性有机溶剂的缓
7、冲水极性有机溶剂的缓冲水溶液，溶液，12倍柱管体积或倍柱管体积或510倍倍柱床体积，柱床体积，12 mL/min洗脱：极性或非极性有机溶剂，可选加洗脱：极性或非极性有机溶剂，可选加水、缓冲剂、酸、碱等调节剂；水、缓冲剂、酸、碱等调节剂；24倍柱床体积，倍柱床体积，上样：流出与吸附上样：流出与吸附剂作用最弱的杂质；剂作用最弱的杂质；极性最强极性最强淋洗：流出与淋洗：流出与吸附剂作用比吸附剂作用比目标物弱的杂目标物弱的杂质；极性比目质；极性比目标物强标物强淋脱：流出淋脱：流出目标物目标物活化：洗脱活化：洗脱与吸附剂作与吸附剂作用比目标物用比目标物强的杂质；强的杂质；极性比目标极性比目标物弱物弱SP
8、E操作步骤操作步骤(1) 柱预处理柱预处理-Conditionv柱预处理有两个目的柱预处理有两个目的:v一个目的是除去填料中可能存在的杂质；一个目的是除去填料中可能存在的杂质；v另一个目的是使填料溶剂化，提高固相萃取的重现性。填料未经另一个目的是使填料溶剂化，提高固相萃取的重现性。填料未经预处理或者未被溶剂湿润，能引起溶质过早穿透，影响回收率。预处理或者未被溶剂湿润，能引起溶质过早穿透，影响回收率。 v对于对于SPE柱使用的柱预处理溶剂为易溶于水柱使用的柱预处理溶剂为易溶于水的甲醇、的甲醇、 乙腈、四氢呋喃和丙酮。通常还要用水或缓冲液洗去残乙腈、四氢呋喃和丙酮。通常还要用水或缓冲液洗去残留在柱
9、上的有机溶剂。留在柱上的有机溶剂。v对于对于，非极性溶剂适合用于预处理过程，非极性溶剂适合用于预处理过程 。通常很少。通常很少有人用极性溶剂去处理极性的有人用极性溶剂去处理极性的SPE柱，柱， 因为极性溶剂会与键合相因为极性溶剂会与键合相发生作用发生作用 ，减少吸附剂的与样品作用的表面积。，减少吸附剂的与样品作用的表面积。Conditioned sorbent Unconditioned sorbentGood transport between sampleand sorbent(2) 上上样或吸附样或吸附 (loading or adsorption) 样品倒入活化后的固相萃取小柱，然后利
10、用抽真空，加压或抽真样品倒入活化后的固相萃取小柱，然后利用抽真空，加压或抽真空的方法使样品进入吸附剂。空的方法使样品进入吸附剂。在该步骤，分析物被保留在吸附剂在该步骤，分析物被保留在吸附剂上。为了保证获得高的回收率，防止分析物的流失。上。为了保证获得高的回收率，防止分析物的流失。v首先，要用合适强度、首先，要用合适强度、pH的溶剂稀释试样，即将样品溶液的溶的溶剂稀释试样，即将样品溶液的溶剂强度调节到合适的范围。当以反相机理进行萃取时，以水或缓剂强度调节到合适的范围。当以反相机理进行萃取时，以水或缓冲溶液作为溶剂，其中有机溶剂量不超过冲溶液作为溶剂，其中有机溶剂量不超过10%（V/V）最为适合。
11、）最为适合。v再次，要适当减少试样体积或适当增加固相萃取柱中的填料。加再次，要适当减少试样体积或适当增加固相萃取柱中的填料。加到萃取柱上的试样量取决于萃取柱的尺寸（填料量）和类型，在到萃取柱上的试样量取决于萃取柱的尺寸（填料量）和类型，在试样溶剂中试样组分的保留性质和试样中分析物及基质组分的浓试样溶剂中试样组分的保留性质和试样中分析物及基质组分的浓度等因素有关。度等因素有关。v最后，加样萃取流速应该适当。还应该指出的是，整个加样萃取最后，加样萃取流速应该适当。还应该指出的是，整个加样萃取过程中，应尽量避免柱子流干进入气泡。过程中，应尽量避免柱子流干进入气泡。(3) 淋洗淋洗(Washing)-
12、除去干扰杂质除去干扰杂质v淋洗：在样品进入吸附剂，目标化合物被吸附后，可先用较弱的淋洗：在样品进入吸附剂，目标化合物被吸附后，可先用较弱的溶剂将弱保留干扰化合物洗掉。溶剂将弱保留干扰化合物洗掉。v洗涤的目的是为了去除吸附在柱子上的少量基体干扰组分。一般洗涤的目的是为了去除吸附在柱子上的少量基体干扰组分。一般的洗涤液是合适的中等强度的溶剂。的洗涤液是合适的中等强度的溶剂。v对反相萃取柱，清洗溶剂是含适当浓度有机溶剂的水或缓冲溶液。对反相萃取柱，清洗溶剂是含适当浓度有机溶剂的水或缓冲溶液。通过调节清洗溶剂的强度和体积，尽可能多地除去能被洗脱的杂通过调节清洗溶剂的强度和体积，尽可能多地除去能被洗脱的
13、杂质。质。v为了决定最佳清洗溶剂的浓度和体积，加试样为了决定最佳清洗溶剂的浓度和体积，加试样SPE柱上，用柱上，用5-10倍倍SPE柱床体积的溶剂清洗，依次收集和分析流出液，得到清洗柱床体积的溶剂清洗，依次收集和分析流出液，得到清洗溶剂对分析物洗脱廓形。依次增加清洗溶剂的强度，根据不同强溶剂对分析物洗脱廓形。依次增加清洗溶剂的强度，根据不同强度下分析物的洗脱轮廓图，决定清洗溶剂合适的强度和体积。度下分析物的洗脱轮廓图，决定清洗溶剂合适的强度和体积。(4) 洗脱洗脱(Elution) - 分析物的洗脱和收集分析物的洗脱和收集洗脱洗脱：用较强的溶剂将目标化合物洗脱下来，加以收集。：用较强的溶剂将目
14、标化合物洗脱下来，加以收集。目的目的：是将分析物完全洗脱并收集在最小体积的洗脱剂中，同时：是将分析物完全洗脱并收集在最小体积的洗脱剂中，同时使比分析物更强的保留的杂质尽可能多地保留在使比分析物更强的保留的杂质尽可能多地保留在SPE 柱上。柱上。较强的溶剂较强的溶剂能够使分析物洗脱并富集到一个很小的体积，但有较能够使分析物洗脱并富集到一个很小的体积，但有较多的强保留杂质同时被洗脱下来；当用多的强保留杂质同时被洗脱下来；当用较弱的溶剂较弱的溶剂洗脱，富集洗脱，富集的体积较大，但含较少的杂质。的体积较大，但含较少的杂质。为了提高分析物的浓度或为以后的分析调整溶剂性质，如可以把为了提高分析物的浓度或为
15、以后的分析调整溶剂性质，如可以把收集到的分析物用氮气吹干，再溶于小体积适当的溶剂中。收集到的分析物用氮气吹干，再溶于小体积适当的溶剂中。为了选择合适的洗脱剂强度和体积，可通过条件实验确定，如加为了选择合适的洗脱剂强度和体积，可通过条件实验确定，如加试样于试样于SPE 柱上后，改变洗脱剂的强度和洗脱液的体积分别洗柱上后，改变洗脱剂的强度和洗脱液的体积分别洗脱，测定分析物的回收率，在保持有较高回收率的前题下确定脱，测定分析物的回收率，在保持有较高回收率的前题下确定最佳洗脱剂的组成和最佳洗脱体积。最佳洗脱剂的组成和最佳洗脱体积。（五）（五） 吸附剂类型吸附剂类型 根据官能团的特性，固相吸附剂被分类为
16、根据官能团的特性，固相吸附剂被分类为6大种类。大种类。v正相吸附剂（活性碳、石墨碳等）正相吸附剂（活性碳、石墨碳等）v非极性相（非极性相（SDB、C18等）等）v极性相（硅胶、极性相（硅胶、FL等）等）v离子交换相（离子交换相（SAX、SCX等）等）v混合、积层相（混合、积层相（SAXPSA等）等）v特殊结合相（特殊结合相（PA等）等）要让固相萃取得以成功，必须根据目的物质的特性（有无疏水要让固相萃取得以成功，必须根据目的物质的特性（有无疏水性构造、有无性构造、有无-OH、-COOH、N等极性官能团、离子性官能团等极性官能团、离子性官能团等）以及基体的特性来选择相应合适的固相。另外，对于一般等
17、）以及基体的特性来选择相应合适的固相。另外，对于一般常用的无极性相，不同固相下其选择性也会有所不同，因此必常用的无极性相，不同固相下其选择性也会有所不同，因此必须选择其中最为合适的固相。须选择其中最为合适的固相。（五）吸附剂类型（五）吸附剂类型1、正相固定相、正相固定相2、反相固定相、反相固定相3、离子交换剂、离子交换剂4、混合模式固定相、混合模式固定相5、商品柱举例、商品柱举例吸附剂类型吸附剂类型非极性相非极性相C18OctadecylC2EthylCHCyclohexylPHPhenyl极性固定相极性固定相CNCyanopropyl2OHDiolNH2AminopropylSISilica
18、离子交换固定相离子交换固定相SCXStrong cation exchangerCBA Weak cation exchangerSAXStrong anion exchangerNH2Weak anion exchanger特殊固定相特殊固定相PBA 柱柱 键合苯硼酸键合苯硼酸CERTIFY柱柱 C8和苯磺酸（和苯磺酸（SCX） ENVIRELUT柱柱ACCUCAT柱柱 SCX/SAX混合混合Increasing polarity键合型填料键合型填料常用的键合硅胶固定相辛烷基辛烷基C8非极性非极性反相反相十八烷基十八烷基C18(ODS)非极性非极性反相反相乙基乙基C2弱极性弱极性反相反相环己
19、基环己基CH弱极性弱极性反相反相苯基苯基PH弱极性弱极性反相反相氰丙基氰丙基CN极性极性正相正相二醇基二醇基Diol(2OH)极性极性正相正相硅胶硅胶Si（OH）极性极性正相正相氨丙基氨丙基NH2极性极性弱阴离子交换弱阴离子交换三甲基胺丙基三甲基胺丙基SAX极性极性强阴离子交换强阴离子交换乙基羧酸乙基羧酸CBA极性极性弱阳离子交换弱阳离子交换丙基苯基磺酸丙基苯基磺酸SCX极性极性强阳离子交换强阳离子交换1、正相固定相、正相固定相 原理：原理：保留取决于分析物的极性官能团与吸附剂表面的保留取决于分析物的极性官能团与吸附剂表面的极性官能团之间的相互作用。极性官能团之间的相互作用。 条件：条件：用比
20、样品本身更极性的溶剂洗脱吸附的分析物质。用比样品本身更极性的溶剂洗脱吸附的分析物质。流动相：非极性、中等极性；固定相：极性；分析物质：流动相：非极性、中等极性；固定相：极性；分析物质：极性、中等极性、非极性极性、中等极性、非极性极性官能团键合硅胶：极性官能团键合硅胶：LC-CN， LC-NH2， LC-Diol极性吸附物质：极性吸附物质：硅胶硅胶, Florisil，ENVI-Florisil，Alumina硅胶性质特点硅胶性质特点 在在SPE法中最常用的吸附剂是硅胶或键合相的硅胶法中最常用的吸附剂是硅胶或键合相的硅胶即在硅胶表面的硅醇基团上键合不同的有机基团，如即在硅胶表面的硅醇基团上键合不
21、同的有机基团，如烷基链或其它官能团，如烷基链或其它官能团，如-OH、-C6H5、-NH2、-CN等。等。实际上吸附剂角色是由这些新接上的含官能基碳链来实际上吸附剂角色是由这些新接上的含官能基碳链来完成。完成。 以硅胶为基质的吸附剂主要有以下优点：以硅胶为基质的吸附剂主要有以下优点： 粒径（粒径（e.g.40m)、孔径（、孔径（ e.g.60A）、表面积）、表面积（600m2/g)、键合量易控制；机械强度高；化学性质稳、键合量易控制；机械强度高；化学性质稳定；适应性广；可使用的溶剂种类多。定；适应性广；可使用的溶剂种类多。硅胶表面的官能团硅胶表面的官能团SiSiOH OHFree silanol
22、Adsorbed waterSiloxane bridge (dehydrated silanol)Geminal silanolSi OH2O OOHSi OHBound and reactive silanolsSiSi OSi OHH2、反相固定相、反相固定相v LC-18、LC-8 ：标准的单键合硅胶：标准的单键合硅胶vENVI-18、ENVI-8 ：聚合键合类填料：聚合键合类填料vENVI-Chrom P：苯乙烯：疏水：苯乙烯：疏水 vENVI-Carb：含碳：含碳 SPE分离方式称为反相分离方式称为反相BPC。最适用于极性基质中萃取。最适用于极性基质中萃取非极性化合物。非极性化合物
23、。 当样品溶液通过萃取柱时，杂质不被保留，直接通当样品溶液通过萃取柱时，杂质不被保留，直接通过柱子除去，只有分析物保留在柱上，只要选用一种过柱子除去，只有分析物保留在柱上，只要选用一种合适的洗脱溶剂既可将其从柱上洗下。合适的洗脱溶剂既可将其从柱上洗下。 3、硅胶键合离子交换剂、硅胶键合离子交换剂v填充剂为硅胶基质的离子交换官能团有：季胺、氨填充剂为硅胶基质的离子交换官能团有：季胺、氨基、二氨基、苯磺酸基、羧基等。基、二氨基、苯磺酸基、羧基等。v此外常用的还有聚合物，如苯乙烯此外常用的还有聚合物，如苯乙烯-而乙烯苯共聚而乙烯苯共聚物物XAD-2及及PRP-1等。相对于键合相填料，聚合物等。相对于
24、键合相填料，聚合物可适用于全部可适用于全部pH范围，因而应用广泛。范围，因而应用广泛。v 对于酸性化合物，如有机酸、无机阴离子、酸性对于酸性化合物，如有机酸、无机阴离子、酸性蛋白等，一般采用阴离子交换蛋白等，一般采用阴离子交换SPE柱；柱；v 对于碱性化合物，如有机胺、金属离子、儿茶酚对于碱性化合物，如有机胺、金属离子、儿茶酚胺和碱性蛋白等，采用阳离子交换胺和碱性蛋白等，采用阳离子交换SPE柱。柱。 目的物质目的物质TnertSep构构 造造对象化合物对象化合物弱离子弱离子强离子强离子酸性物质酸性物质阴离阴离子交子交换换 MA-1 3级胺级胺 -CH2 -N(R) MA-2 2级胺级胺 -CH
25、2 -N(R) NH2 胺丙基胺丙基 -CH2 CH2 CH2 NH2 PSA 1级级 2级胺级胺 -CH2 CH2 CH2 NHCH2 CH2 NH2 SAX 三甲胺三甲胺丙基丙基 -CH2 CH2 CH2 N+(CH3)3Cl-碱性物质碱性物质阳离阳离子交子交换换 MC-1 磺酸磺酸 -CH2-SO3H MC-2 羧酸羧酸 -CH2-COOH CBA 乙基羧乙基羧酸酸 -CH2 CH2 COOH PRS 丙基磺丙基磺酸酸 -CH2 CH2 CH2 SO3-Na+ SCX 苯磺酸苯磺酸 -CH2 CH2 C6 H4 SO3-H+SCXPRSCBASAXPSANH2Strong anionSt
26、rong anion, pKa 1Weak anion, pKa 4.8Strong cationWeak cation, pKa 10.9, 10.1Weak cation, pKa 9.8NHCH2CH2NH20.7meq/g0.3meq/gpH-sensitive0.8meq/gpH-sensitivepH-sensitiveSO3-SO3-NH2N+Me3CO2H4、混合模式固定相、混合模式固定相5、固定相与分析物作用、固定相与分析物作用（1）极性固定相与分析物作用）极性固定相与分析物作用（2）非极性固定相与）非极性固定相与分析物分析物作用作用（3）离子交换剂与分析物作用）离子交换剂与
27、分析物作用（4）基质对分离机制的影响）基质对分离机制的影响NH3+NH2NH2CompoundSuggestedmechanismNon-polarPolarIon exchangeMatrix typeSaline solutionOlive oilDrinking water6、商品柱举例、商品柱举例Bond Elut PBA 固相萃取柱固相萃取柱v生产商：生产商： Varian Inc. v 硅胶基质：硅胶基质：40 m 或或 120 m不规则形状，酸洗处理，平均孔不规则形状，酸洗处理，平均孔径径60 埃埃 ; v键合相：苯硼酸键合相：苯硼酸 ; 端基未封闭；端基未封闭；v典型载碳量：典
28、型载碳量：7.9； v主要保留机理：通过二醇基与分析物之间的共价作用力主要保留机理：通过二醇基与分析物之间的共价作用力 ；v应用样品类型：水样，生物体液样品应用样品类型：水样，生物体液样品 vPBA是一种独特的吸附剂，它由苯硼酸在硅胶表面形成共价键，是一种独特的吸附剂，它由苯硼酸在硅胶表面形成共价键，由于共价键的作用力与其它作用机理的作用力相比要高由于共价键的作用力与其它作用机理的作用力相比要高10100倍，化合物可以更紧密的结合在吸附剂表面，从而得到彻倍，化合物可以更紧密的结合在吸附剂表面，从而得到彻底地净化。硼基对于包含二醇基团的化合物例如儿茶酚、核酸、底地净化。硼基对于包含二醇基团的化合
29、物例如儿茶酚、核酸、小分子量蛋白和糖类等具有很强的特异性。当分析物的官能团小分子量蛋白和糖类等具有很强的特异性。当分析物的官能团共面时，共面时， 通常会被很强地保留。通常会被很强地保留。Bond Elut Certify SPE柱柱v生产商：生产商： Varian Inc. v硅胶基体：硅胶基体：40m 或者或者120um不规则形，酸洗处理，不规则形，酸洗处理，60埃平均孔径埃平均孔径 v键合相：混合模式，键合相：混合模式，（SCX） v端基封闭：否端基封闭：否 v典型载碳量：典型载碳量：9.0% v主要保留机理：双重模式，非极性和强阳离子交换主要保留机理：双重模式，非极性和强阳离子交换 v应
30、用样品类型：尿，生物体液样品应用样品类型：尿，生物体液样品 EnvirElutv产品名称：产品名称： EnvirElut 杀虫剂杀虫剂, 除草剂除草剂 和多环芳烃分析和多环芳烃分析SPE柱柱v型号规格：型号规格： 1g/3ml，50只只/包包 v生产商：生产商： Varian Inc. v产品简介：产品简介： 高纯度和大容量的高纯度和大容量的EnvirElut吸附剂，使其特别适用吸附剂，使其特别适用于从大体积水样基质中提取多种性质的有机化合物。于从大体积水样基质中提取多种性质的有机化合物。EnvirElut在售出之前，都将严格地测试其从水质样品中对所提取的环境在售出之前，都将严格地测试其从水质
31、样品中对所提取的环境污染物的保留能力。污染物的保留能力。EnvirElut吸附相被直接填充到吸附相被直接填充到Bond Elut直筒柱中，专门用于环境分析，直筒柱中，专门用于环境分析， EnvirElut 除草剂、多环芳烃、除草剂、多环芳烃、 杀虫剂杀虫剂, 和苯酚和苯酚SPE 柱，可以用在常规的柱，可以用在常规的Vac Elut固相萃取真空固相萃取真空装置中装置中 （六）固相萃取条件选择（六）固相萃取条件选择1、SPE柱子类型的选择柱子类型的选择2、溶剂的选择、溶剂的选择3、柱子尺寸与容量选择、柱子尺寸与容量选择3、样品、样品 pH对吸附性影响对吸附性影响4、样品体积对吸附性能影响、样品体积
32、对吸附性能影响1、SPE柱子类型的选择柱子类型的选择不同不同SPE吸附剂与分析物之间的相互作用力吸附剂与分析物之间的相互作用力反相反相SPE萃取剂包括键合硅胶萃取剂（萃取剂包括键合硅胶萃取剂（C18，C8，C2，苯基，环，苯基，环己基）和己基）和PS-DVB的聚合大孔树脂萃取剂通过范德华力与分析物的聚合大孔树脂萃取剂通过范德华力与分析物作用，非离子型的水溶性化合物可以保留在反相作用，非离子型的水溶性化合物可以保留在反相SPE萃取剂上，萃取剂上，但甲醇溶液中此类化合物不能被吸附。但甲醇溶液中此类化合物不能被吸附。正相萃取剂像氰基，硅胶，氧化铝，正相萃取剂像氰基，硅胶，氧化铝，Florisil是通
33、过偶极力是通过偶极力-偶极力偶极力作用力吸附分析物，二醇基、氨基则是通过氢键作用力使分析物作用力吸附分析物，二醇基、氨基则是通过氢键作用力使分析物保留于吸附剂上。溶于正己烷的极性分析物能很好的被正相保留于吸附剂上。溶于正己烷的极性分析物能很好的被正相SPE萃取剂保留。萃取剂保留。离子交换离子交换SPE萃取剂是通过静电作用保留分析物的。萃取剂是通过静电作用保留分析物的。石墨炭黑石墨炭黑SPE萃取剂则存在多种作用力包括范德华力、静电作用萃取剂则存在多种作用力包括范德华力、静电作用力等。力等。不同不同SPE吸附剂与分析物之间的相互作用力吸附剂与分析物之间的相互作用力2、柱子尺寸与容量选择、柱子尺寸与
34、容量选择固相的填充剂量与保持容量（固相的填充剂量与保持容量（capacity）必须选择与基体及目的物）必须选择与基体及目的物质负载量相适合的填充剂量及尺寸。一般来说，小柱类型的总保留质负载量相适合的填充剂量及尺寸。一般来说，小柱类型的总保留量（包括夹杂物在内）应该控制在固相填充量的最大量（包括夹杂物在内）应该控制在固相填充量的最大5%以下。应以下。应选择合适的尺寸，以确保不至于超过规定量。选择合适的尺寸，以确保不至于超过规定量。分离机制分离机制典型的弱溶剂典型的弱溶剂（保留条件）（保留条件）典型的强溶剂典型的强溶剂（洗脱条件）（洗脱条件）反相反相SPESPE缓冲液或低浓度的甲缓冲液或低浓度的甲
35、醇或乙腈醇或乙腈乙腈、甲醇或溶剂与水乙腈、甲醇或溶剂与水的混合物的混合物正相正相SPESPE正己烷、甲苯等正己烷、甲苯等二氯甲烷、甲醇等二氯甲烷、甲醇等阳离子交换阳离子交换SPESPE低离子强度缓冲液低离子强度缓冲液(0.1mol/L)(0.1mol/L)高离子强度缓冲液高离子强度缓冲液（0.1mol/L)0.1mol/L)低反离子强度低反离子强度高反离子强度高反离子强度阴性离子交换阴性离子交换SPESPE低离子强度缓冲液低离子强度缓冲液（0.1mol/L)0.1mol/L)(0.1mol/L)3. 溶剂的选择溶剂的选择Monomethyl (MMP), Monoethyl (MEP), Mo
36、no-n-propyl (MPRP), Mono-n-butyl (MBP), Mono-n-pentyl (MPEP), Mono-n-octyl (MOP) Phthalates（邻苯二甲酸盐酯）（邻苯二甲酸盐酯）4、样品、样品 pH对吸附性影响对吸附性影响If a compound is ionizable, the extraction will be pH dependent.5、离子强度对吸附特性的影响、离子强度对吸附特性的影响0.00.51.01.52.02.520406080100Q ( mol g-1)CKNO3(mol L-1)Effect of the solution
37、ionic strength on the adsorption. (initial LOM concentration = 2 mmol L-1; pH = 6; temperature = 25 oC).Breakthrough volume as the point at which 1% of the sample concentration at the entrance of the sorbent bed is detected at the outlet of the sorbent bed. The type and quantity of sorbent, hydropho
38、bicity and ionizability of the analytes, and sample volume and pH interactively determine the breakthrough volume. The breakthrough volume for a specific mass of sorbent can be established by either loading variable-volume samples of constant concentration or variable-volume samples of variable conc
39、entration, in which case the latter comprises a constant molar amount loaded 。Alternatively, methods exist for predicting the breakthrough volume.6、样品体积对吸附性能影响、样品体积对吸附性能影响提高提高SPE重现性的方法重现性的方法从从SPE的操作步骤可以看出，的操作步骤可以看出，SPE的重现性受多个因素的重现性受多个因素的影响，除了优化实验条件外，提高重现性的方法的影响，除了优化实验条件外，提高重现性的方法还可以还可以（1）使用替代物，加入适当的
40、替代物做参比；）使用替代物，加入适当的替代物做参比；（2）加入样品量适当，不超出穿透量和穿透体积；）加入样品量适当，不超出穿透量和穿透体积；（3）选择合适的洗涤液和洗脱液，确保分析物在操作）选择合适的洗涤液和洗脱液，确保分析物在操作中不流失。中不流失。（七）高选择性固相萃取技术（七）高选择性固相萃取技术钥匙分子与锁钥匙分子与锁体物质混合体物质混合除去分子钥匙，形成含有钥匙除去分子钥匙，形成含有钥匙分子结合位点和孔穴的印迹聚分子结合位点和孔穴的印迹聚合物，可以重新识别印迹分子合物，可以重新识别印迹分子建立含钥匙的聚建立含钥匙的聚合物，相互作用合物，相互作用分子印迹技术（分子印迹技术（Molecu
41、lar Imprinting Technique, MIT）就是仿照抗体的形成机理，在模板分子周围形成一个高度交联的刚就是仿照抗体的形成机理，在模板分子周围形成一个高度交联的刚性高分子，除去模板分子后在聚合物的网络结构中留下具有结合能性高分子，除去模板分子后在聚合物的网络结构中留下具有结合能力的反应基团，对模板客体分子表现高度的选择性识别性能。力的反应基团，对模板客体分子表现高度的选择性识别性能。1、分子印迹固相萃取技术、分子印迹固相萃取技术什么是分子印迹？什么是分子印迹？vv 预定性预定性(predetermination) 决定了人们可以根据不同的目的制备不同的决定了人们可以根据不同的目的
42、制备不同的MIPs， 以满足各种不同的需要以满足各种不同的需要；vv 识别性识别性(recognition) 因为因为MIPs是根据模板分子量身定做的，是根据模板分子量身定做的， 它具有特殊的分子结构和官能团，能选择性地识别模板分子它具有特殊的分子结构和官能团，能选择性地识别模板分子；vv 实用性实用性(practicability) 与天然的生物分子识别系统相比，与天然的生物分子识别系统相比， 具有抗恶劣环境、稳定性高、使用寿命长和制备过程简单等特点。具有抗恶劣环境、稳定性高、使用寿命长和制备过程简单等特点。分子印迹技术的特点分子印迹技术的特点40年代，年代，Pauling试图用锁匙理论解释
43、免疫体系。引出分子印迹试图用锁匙理论解释免疫体系。引出分子印迹技术。技术。1949年，年，Dickey首先提出了首先提出了“分子印迹分子印迹”这一概念。这一概念。1972年，年，Wulff小组报道了人工合成的有机分子印迹聚合物。小组报道了人工合成的有机分子印迹聚合物。1977年，德国的年，德国的Wulff小组创立预组装方式。小组创立预组装方式。1984年，瑞典的年，瑞典的Mosbach将模板与功能单体之间的非共价键引将模板与功能单体之间的非共价键引入入MIPs，创立自组织方式（非共价印迹方法）。，创立自组织方式（非共价印迹方法）。1995年，英国的年，英国的Whitcombe等建立牺牲空间印迹
44、方法。等建立牺牲空间印迹方法。1997年，在瑞典的年，在瑞典的Lund大学成立了国际性的分子印迹学会大学成立了国际性的分子印迹学会(Society for Molecular Imprinting, SMI)。分子印迹技术的基本理论和原理分子印迹技术的基本理论和原理分子印迹聚合物（分子印迹聚合物（MIPs）的制备过程）的制备过程(1) 具有适当的刚性具有适当的刚性,聚合物在脱去模板分子后仍能保持空聚合物在脱去模板分子后仍能保持空穴原来的形状和大小。穴原来的形状和大小。(2) 具有一定的柔性具有一定的柔性,使底物与空穴的结合能快速达到平衡。使底物与空穴的结合能快速达到平衡。柔性对于分子印迹聚合物
45、模拟酶来说尤其具有重柔性对于分子印迹聚合物模拟酶来说尤其具有重要意义。要意义。(3) 具有一定的机械稳定性具有一定的机械稳定性,这一点对于高效液相色谱这一点对于高效液相色谱(HPLC)尤为重要。尤为重要。(4) 具有热稳定性具有热稳定性,使其能在较高温度环境下使用使其能在较高温度环境下使用,因为对于因为对于一般的反应来说一般的反应来说,温度较高使动力学上更有利。温度较高使动力学上更有利。理想的分子印迹吸附剂应具备的性质理想的分子印迹吸附剂应具备的性质制备分子印迹聚合物原材料：制备分子印迹聚合物原材料： 模板分子：功能单体：交联剂模板分子：功能单体：交联剂 （1:4:20 ） 溶剂或分散剂、溶剂
46、或分散剂、 引发剂引发剂聚合反应溶剂聚合反应溶剂v非共价型非共价型M IP s 中中, 反应溶剂起着致孔剂的作用，对印迹分反应溶剂起着致孔剂的作用，对印迹分子等应具有较高的溶解性子等应具有较高的溶解性, 能促进印迹分子与功能分子间的能促进印迹分子与功能分子间的相互作用相互作用, 至少不干扰这种效应。至少不干扰这种效应。v在极性溶剂中在极性溶剂中, 印迹分子主要靠疏水作用与功能单体结合。印迹分子主要靠疏水作用与功能单体结合。v在非极性溶剂中则主要靠氢键等作用与功能单体结合。尽可在非极性溶剂中则主要靠氢键等作用与功能单体结合。尽可能采用介电常数低的溶剂能采用介电常数低的溶剂, 如甲苯、氯仿、二氯甲
47、烷等。如甲苯、氯仿、二氯甲烷等。v为避免溶胀发生为避免溶胀发生, 吸附中所用的溶剂最好与聚合反应溶剂一吸附中所用的溶剂最好与聚合反应溶剂一致致v偶氮二异丁腈偶氮二异丁腈(A IBN ) 或偶氮二或偶氮二(2, 42二甲基二甲基) 戊腈戊腈(ABDV ) 、2,2-偶氮双偶氮双(N,N-二甲基二甲基- 异丁基脒异丁基脒)v在加热或在加热或UV 照射下引发照射下引发。： 本体聚合本体聚合 (Bulk Polymerization) 原位聚合原位聚合(In Situ Polymerization) 悬浮聚合法悬浮聚合法 (suspension polymerization) 多步溶胀聚合法多步溶胀聚
48、合法 (multi-step swelling polymerization) 沉淀聚合法沉淀聚合法 (precipitation polymerization)表面印迹聚合法表面印迹聚合法 (surface-imprinting polymerization)牺牲空间印迹法牺牲空间印迹法氧氟沙星氧氟沙星甲苯甲苯十二醇十二醇MAA / HEMAEDMAAIBN超声超声溶解溶解水浴加热水浴加热60充充N224h30 超声超声v常用的分散剂是全氟烷烃液体，常用的分散剂是全氟烷烃液体，v以叔丁基氧羰基以叔丁基氧羰基L苯丙胺酸为模板分子苯丙胺酸为模板分子v聚氧乙烯基高分子乳化剂聚氧乙烯基高分子乳化剂v
49、光引发聚合光引发聚合。固定模板技术制备固定模板技术制备7-7-氯乙基茶碱分子印迹聚合物氯乙基茶碱分子印迹聚合物HNHNNNOOSiHNHNHNNNOOClSiH2N+1.2equiv. Ka2CO3CH3CN, 60C, 24h用乙酸酐与硅胶表面剩余的氨基反应用乙酸酐与硅胶表面剩余的氨基反应用用EGDMA与与MAA摩尔比为摩尔比为82: 18的的混合液充分溶胀，通氮气除氧，在混合液充分溶胀，通氮气除氧，在55条件下聚合条件下聚合24小时小时研磨，用研磨，用HF腐蚀除去硅胶基质；甲醇腐蚀除去硅胶基质；甲醇和乙酸混合溶液和乙酸混合溶液(v:v=10:1)抽提模板抽提模板分子，真空干燥。分子，真空干
50、燥。MIP-Si用乙酸酐与硅胶用乙酸酐与硅胶表面氨基反应表面氨基反应NMIP-SiEBP： 44-亚乙基二苯酚亚乙基二苯酚BTEB：双：双(三甲氧基硅乙基苯三甲氧基硅乙基苯)Add monomersand AIBNPolymerize at 60Dissolve silica gel in HF利用硅胶颗粒为模板制备多孔聚合物利用硅胶颗粒为模板制备多孔聚合物 Stacy A. Johnson, Patricia J. Ollivier, Thomas E. Mallouk, Science, 1999, 283, 963-965 MAA氟哌酸TRIM/AIBN紫外光引发甲醇/乙酸9:1(体积比
