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固相萃取常见问题及解决办法

2017-11-10张样盛

绿色科技 2017年20期
关键词:固相萃取办法问题

张样盛

摘要:主要指出了固相萃取常见的问题,提出了解决这一问题的适当措施,对有机物分析工作者使用好固相萃取技术有一定的借鉴意义。

关键词:固相萃取;问题;办法

中图分类号:TQ028

文献标识码:A文章编号:16749944(2017)20010702

1引言

固相萃取技术(SPE)是20世纪70年代后期发展起来的一种样品前处理方法,经过30多年的快速发展,目前已成为有机物分析中最常使用、极其重要的前处理方法之一,萃取技术也从原来的固相萃取发展到固相微萃取(SPME)、搅拌棒吸附萃取(SBSE)、基质固相分散萃取(MSPD)、分子印迹固相萃取(MISPE)、免疫亲和固相萃取(IASPE)、碳纳米管固相萃取(CNT-SPE)等[1~3],其不仅适用于萃取水样和富集空气中痕量的有机化合物[4],还适用于食品、生物样品中被测有机物组分的处理[5]。其原理是当复杂的样品溶液通过吸附剂时,吸附剂会通过极性相互作用、非极性相互作用或离子交换等作用力选择性地保留目标化合物和少量与目标化合物性质相近的干扰物,其他组分则透过吸附剂流出小柱,然后用另一种洗脱能力较强的溶剂体系选择性地把目标物洗脱下来,从而实现对复杂样品的分离、纯化和富集。同液液萃取比较,其优点主要有①避免产生乳化现象;②两相分离更简单,操作便捷;③更高回收率和更佳净化效果;④使用更少的溶剂;⑤吸附剂种类丰富,可选择性更广;⑥能够实验自动化,扩大通量作用。

但在实际操作过程中往往容易出现目标物没有被回收或回收率低、萃取重现性差、净化不理想和SPE柱流速降低或阻塞等问题,使得实验无法进行下去。

2固相萃取常见问题及解决办法

2.1目标物没有被回收或回收率低

在一次完整的SPE 操作中,目标化合物可能会存在于样品溶液流出液、淋洗液、洗脱液或吸附剂中,当“目标物没有被回收或回收率低” 现象发生时,可向样品溶液加入标准溶液,然后进行完整的SPE操作,分别收集样品流出液、淋洗液和洗脱液并进行分析,先确定目标化合物存在于哪一部分,再确定问题来自下列哪一环节。

2.1.1超过5% 的目标化合物出现在样品流出液或淋洗液中

当超过5%的目标化合物出现在样品流出液或淋洗液时即可断定“目标化合物在吸附剂上的保留不足”。具体原因及解决办法见表1。

2.1.2目标化合物在样品流出液和洗脱液中未出现,且洗脱液中少量出现或未出现

当目标化合物在样品溶液流出液和淋洗液中未出现而洗脱液中仅有少量或未出现时,可判断“目标物未被完全洗脱”。具体原因及解决办法见表2。

2.1.3目标化合物在洗脱液中正常出现

如果目标化合物在洗脱液中正常出现,那么回收率不足的问题应该来自样品前处理的其他环节。具体原因及解决办法见表3。

2.2萃取重现性差

萃取重现性差的可能原因及解决办法见表4。

3净化效果不理想

3.1净化模式的改进

通常而言采用保留目标化合物的模式比保留杂质的模式净化效果好,如果分析的项目为某一种或某一类化合物分析,最好是采用保留目标化合物的净化模式;另外,如果不止一种SPE 柱可用于目标化合物的净化时,应挑选选择性好的吸附剂,在选择性方面,离子交换吸附剂>正相吸附剂>反相吸附剂。

3.2淋洗液和洗脱液的优化

对于反相模式和正相模式,应在不影响回收率的前提下,增大淋洗液洗脱的强度并降低洗脱液的洗脱强度,可将目标化合物的水溶液上样,然后依次用5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100% 的甲醇水溶液洗脱,分别收集洗脱液分析,建立淋洗曲线,找出目标化合物被洗脱时的溶剂体系,淋洗液中甲醇的含量应稍低于目標化合物恰好被洗脱时的溶剂体系,而洗脱液中甲醇的含量应稍高于目标化合物恰好被完全洗脱时的溶剂体系,当纯甲醇不能洗脱目标化合物时,应试验甲醇-甲基叔丁基醚混合溶液的洗脱曲线,对于某些既不溶于水也不溶于甲醇的离子型化合物,可以在溶剂体系中加入酸或碱;对于正相体系,可将目标化合物的正己烷溶液上样,然后依次用5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100% 的正己烷甲基叔丁基醚溶液洗脱,分别收集洗脱液分析,建立淋洗曲线,找出目标化合物被洗脱时的溶剂体系,淋洗液中甲基叔丁基醚的含量应稍低于目标化合物恰好被洗脱时的溶剂体系,而洗脱液中甲基叔丁基醚的含量应稍高于目标化合物恰好被完全洗脱时的溶剂体系。

3.3对SPE 柱进行合理的处理

SPE 柱中的吸附剂可能存在少量干扰物,有效地活化可以避免这些干扰物进入洗脱液,活化溶液应选择整个操作中洗脱强度最强的溶剂体系;在反相模式中,从样品溶液到洗脱液主要涉及0%~100% 甲醇水溶液,所以活化溶液应选纯甲醇,当目标化合物需要用甲醇- 甲基叔丁基醚混合液洗脱时,活化溶液应选甲基叔丁基醚;在正相模式中,从样品溶液到洗脱液主要涉及0%~100% 正己烷- 甲基叔丁基醚溶液,所以活化溶液应选纯甲基叔丁基醚。

4SPE柱流速降低或阻塞

出现这种现象可能的原因为样品溶液有大颗粒杂质堵塞筛板、样品的黏度太大,可以通过在上样前对样品溶液进行离心或过滤,以及对样品进行稀释来解决。

5结语

对于实验室分析特别是有机分析工作者,熟练掌握固相萃取柱出现问题的解决办法,既能确保实验分析结果的准确可靠,又能节约分析时间和分析成本,为实验室创造经济效益。

参考文献:

[1]

孙海红. 固相萃取技术的应用与研究[J]. 现代化工, 2011, 31(2):21~26.

[2]李金花. 分子印迹聚合物固相萃取研究进展[J]. 色谱, 2013, 31(3):181~184.

[3]黄运瑞. 固相萃取吸附剂的研究进展[J]. 冶金分析, 2012, 32(12): 22~28.

[4]傅若农. 近年国内固相萃取-色谱分析的进展[J]. 分析试验室, 2007, 26(2):100~122.

[5]李广庆. 固相萃取技术在食品痕量残留和污染分析中的应用[J]. 色谱, 2011, 29(7):606~612.

Discussion on the Solutions and Common Problems in Solid Phase Extraction

Zhang Yangsheng

(Yongchuan Environmental Protection Bureau, Chongqing,402160, China)

Abstract: This paper mainly introduced the solutions andcommon problems in solid phase extraction, which is helpful to the organic analyst on how to use solid phase extraction technology.

Key words: solid phase extraction; problems; solutionsendprint

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