色谱分析样品前处理技术SPE固相萃取法原理与选择
SPE(固相萃取法)的介绍
硅酸镁 75-150u m 氧化铝 130u m
100 A 0
离子交换及其他类型SPE填料
离子交换 基质 交换容量 保留化合物 强阴离子S A X 8% 交联聚苯乙烯- 0. 200m g 带负电荷化合物 30/ 二乙烯基苯 强阳离子S C X 8% 交联聚苯乙烯- 0. 200m g 带正电荷化合物 48/ 二乙烯基苯 其他类型填料 D VB 100% 二乙烯基苯 40u m 环境污染物如酚 、酸性农药；极 性药物代谢物、 核酸等 水中极性有机物 ，尤其是分离开 酸性及中性/ 碱性 农药
分子量少于2000
可溶于水样品 离子性样品 阳离子型 阴离子型 反相 (压 抑 离 子 化 ) C2,C8,C18, 苯基、环己基 非离子性样品 反相萃取
强阳离子交换 SCX
强阴离子交换 SAX
C2,C8,C18, 苯基、环己基
溶剂极性图
反相溶剂洗脱强度
己烷 异辛烷 四氯化碳 氯仿 二氯甲烷 四氢呋喃 乙醚 乙酸乙酯 丙酮 乙腈 异丙醇 甲醇 水
正相溶剂洗脱强度
萃取小柱填料规格(反相)
官能团 C 18 高流速C 18 高容量C 18 C8 高容量C 8 乙基C 2 苯基 环己基 基质 硅胶 硅胶 硅胶 硅胶 硅胶 硅胶 硅胶 硅胶 平均颗粒度 孔径 50u m 100u m 50u m 50u m 50u m 50u m 50u m 50u m 60 A 60 A 60 A 60 A 60 A 60 A 60 A 60 A 碳覆盖率 6. 0% 8. 0% 17. 0% 4. 5% 8. 5% 5. 5% 3. 8% 3. 5% 封尾 有 有 有 有 有 有 有 有
萃取小柱填料规格(正相)
官能团 硅胶 氨丙基 氰丙基 二醇基 弗罗里土 氧化铝 (酸性、中性 、碱性) 基质 硅胶 硅胶 硅胶 硅胶 平均颗粒度 孔径 50u m 50u m 50u m 50u m 60 A 60 A 60 A 60 A 60 A 碳覆盖率 0 5. 0% 6. 0% 4. 0% 0 封尾 没有 没有 有 没有 没有 没有
固相萃取SPE
固相萃取SPE一、概念和原理固相萃取（Solid-Phase Extraction，简称SPE）是一项从八十年代中期开始发展起来的样品前处理技术。
主要用于液体中的半挥发性、难挥发性物质的检测基于液-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，利用固体吸附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合物的目的。
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。
其分离机理是利用杂质或目标化合物与样品技术基体溶剂和吸附剂之间亲和力的相对大小。
二、SPE的模式及原理1、正相SPE采用比样品本身更强极性的溶剂洗脱吸附的分析物质①吸附剂（固定相）：极性键合相和极性吸附剂，如硅胶键合－NH2、－CN，-Diol（二醇基）silica、florisil、(A-,N-,B-)alumina、硅藻土等．②原理：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。
③作用机理：极性-极性、偶极-偶极、偶极-诱导偶极、氢键，π-π键等。
④流动相：非极性、中等极性⑤固定相：极性。
⑥分析物质：极性、中等极性、非极性⑦应用：从非极性溶剂样品中萃取极性化合物。
⑧常用正相固相萃取柱极性官能团键合硅胶-CN，-NH2，-Diol极性吸附物质ProElut TM-Silica，ProElutTM-Florisi ProElutTM-Alumina2、反相SPE用非极性溶剂解吸吸附在固定相中的目标物质。
①吸附剂（固定相）：非极性或弱极性，如硅胶键合C18,C8, C4,C2,-苯基等。
②分析物中的CH键+ 硅胶表面官能团→吸附→极性溶液中的弱有机分析物→保留在SPE。
③作用机理：非极性-非极性相互作用，如范德华力或色散力。
④流动相：极性（水溶液）或中等极性⑤固定相：非极性⑥分离对象：中等到非极性物质⑦应用：强极性的溶剂中（如水样）萃取是非极性或弱极性的化合物。
固相萃取和固相微萃取
固相萃取和固相微萃取一、概述固相萃取（SPE）和固相微萃取（SPME）是两种常见的样品前处理技术，它们可以用于分离和富集目标化合物。
SPE通常用于大样品量的分析，而SPME则适用于小样品量的分析。
二、固相萃取1. 原理固相萃取是一种样品前处理技术，通过将目标化合物从复杂的混合物中吸附到特定的固相材料上，然后再用洗脱剂将其洗脱出来。
这种技术可以有效地去除其他干扰物质，并提高目标化合物的浓度。
2. 步骤（1）选择适当的固相材料；（2）将样品加入到固相柱中；（3）用洗脱剂洗脱目标化合物；（4）将洗脱液收集并进行进一步分析。
3. 固相材料常见的固相材料包括C18、C8、Silica gel等。
不同的固相材料具有不同的亲水性和疏水性，因此可以选择适当的材料来富集不同类型的化合物。
4. 应用领域SPE广泛应用于环境、食品、药物等领域的样品前处理中。
例如，可以用SPE技术来富集水中的有机污染物、食品中的农药残留等。
三、固相微萃取1. 原理固相微萃取是一种无机溶剂的萃取技术，通过将特定的固相材料包裹在针头上，然后将其插入样品中进行吸附和富集目标化合物。
这种技术可以有效地去除其他干扰物质，并提高目标化合物的浓度。
2. 步骤（1）选择适当的固相材料；（2）将固相材料包裹在针头上；（3）将针头插入样品中进行吸附和富集目标化合物；（4）用洗脱剂洗脱目标化合物；（5）将洗脱液收集并进行进一步分析。
3. 固相材料常见的固相材料包括PDMS、CAR等。
不同的固相材料具有不同的亲水性和疏水性，因此可以选择适当的材料来富集不同类型的化合物。
4. 应用领域SPME广泛应用于环境、食品、药物等领域的样品前处理中。
例如，可以用SPME技术来富集水中的有机污染物、食品中的农药残留等。
四、比较1. 样品量SPE适用于大样品量的分析，而SPME则适用于小样品量的分析。
2. 富集效率SPE和SPME都可以有效地去除其他干扰物质，并提高目标化合物的浓度。
max固相萃取柱原理
max固相萃取柱原理固相萃取（Solid Phase Extraction，简称SPE）是一种常用的样品前处理方法，通过固相材料的选择性吸附和洗脱操作，实现了复杂样品中目标化合物的富集和纯化。
MAX固相萃取柱是一种常用的SPE装置，具有广泛的应用领域和重要的分析意义。
MAX固相萃取柱的原理基于化学吸附和物理吸附。
其核心部分是填充材料，包括各种不同的固相材料，如矽胶、活性炭、氨基、C18等。
这些固相材料通过选择性吸附静态或动态的方式，实现了样品中各种化合物的分离。
通过控制吸附条件，如pH值、溶剂类型和浓度等，可以调节萃取效果。
固相材料的选择通常基于目标化合物的特性和分析要求。
MAX固相萃取柱使用简单、操作方便，适用于水样、生物体液、食品、环境等各种复杂矩阵的样品前处理。
具体操作步骤如下：首先，将待分析的样品溶液通过注射器等方式加载到固相柱中；然后，通过洗脱溶液对固相材料进行洗脱，将目标化合物从其他干扰物中分离出来；最后，使用洗脱溶液将目标化合物洗脱下来，收集供后续分析。
MAX固相萃取柱具有许多优势。
首先，它能有效去除样品中的干扰物，提高目标化合物的分离纯度。
其次，该技术具有极高的富集效率，能够有效地提高分析灵敏度。
此外，MAX固相萃取柱具有批量处理样品的能力，实现高通量分析。
在实际应用中，使用MAX固相萃取柱前，需要对样品进行预处理，如过滤、酸碱调节等，以确保样品的适用性。
并且在选择固相材料时，应考虑样品的化学性质、目标化合物的亲水性或疏水性等因素。
需要注意的是，MAX固相萃取柱虽然能够富集和纯化目标化合物，但仍不能完全消除其他干扰物质的影响。
因此，在实际分析中仍需结合其他方法进行样品净化和分离。
综上所述，MAX固相萃取柱是一种常用、重要的样品前处理方法。
通过运用固相材料选择性吸附和洗脱操作，可以有效富集和纯化目标化合物。
在实际应用中，我们应根据样品特性和分析要求选择合适的固相材料，并结合其他技术手段，实现准确、高效、可靠的样品分析。
06)SPE基础原理及应用
06)SPE基础原理及应用SPE（Solid Phase Extraction，固相萃取）是一种常用的样品预处理技术，主要用于分离和富集目标分析物，提高分析灵敏度和准确性。
其基本原理是利用吸附剂来吸附目标分析物，然后通过洗脱将目标物从吸附剂上脱附出来。
SPE广泛应用于食品安全、环境监测、药物分析等领域。
SPE的基本原理是选择一个合适的吸附剂，在其表面上吸附目标分析物。
吸附剂通常是一种具有特定吸附性能的固体材料，如硅胶、C18、活性炭等。
样品通过固相柱，目标物吸附在吸附剂上，而其他干扰物则被排除。
洗脱溶液可以选择性地将目标物从吸附剂上洗脱出来。
通过控制洗脱条件，可以实现目标物的富集和分离。
SPE的应用非常广泛。
在食品安全领域，比如农药残留分析，可以利用SPE技术对样品中的农药进行富集和分离，提高检测灵敏度。
在环境监测中，可以用SPE技术对水样、土壤样品中的有机污染物进行富集和分离，以便更好地进行分析和检测。
在药物分析中，SPE常用于药物代谢产物的分离和富集，以便进行药物代谢研究。
SPE技术的优点主要有以下几个方面。
首先，SPE技术操作简单，易于掌握。
其次，SPE可以快速富集和分离目标物，提高分析灵敏度和准确性。
另外，SPE可以选择性地富集目标物，减少其他干扰物的影响。
此外，SPE还可以适应不同样品矩阵的处理要求，具有较好的灵活性。
然而，SPE技术也存在一定的局限性。
首先，SPE技术对吸附剂的选择和洗脱条件的控制要求较高，需要进行大量的试验和优化。
其次，SPE技术在处理大样品量时，速度较慢，需要较长的处理时间。
另外，SPE技术有时可能存在一定的选择性问题，不同的样品矩阵可能对吸附剂的选择和性能产生影响。
为了提高SPE技术的性能和适应性，目前已经出现了许多改进的方法和新的吸附剂材料。
比如，固相体的化学修饰可以增加吸附剂的选择性和适应性。
此外，新型纳米材料的应用也为SPE技术的发展提供了新的机遇。
总的来说，SPE技术作为一种常用的样品预处理技术，在分析化学领域有着广泛的应用。
固相微萃取(SPME)技术
酚类
酚类不仅是医药、染料、化工的中间体，而且还可 作杀虫剂和农药，如五氯酚是木材的防腐剂，饮用水氯 化处理产生卤代酚等。由于酚类化合物毒性较大，美国 EPA已将11种酚类化合物列入优先监测的有机污染物。 采用固相萃取（SPE）水中ng级的酚类化合物，结合 HPLC/紫外检测器分析，无需衍生化即可使苯酚等11种 酚类化合物获得良好的分离。
C8、氰基、苯基、双纯基填料、活性碳、硅胶、 氧化铝、硅酸镁、高分子聚合物、离子交换树脂、排 阻色谱吸附剂、亲和色谱吸附剂等。
★常用洗脱溶剂有：甲醇、水、乙酸、丙醇、异 丁醇、乙酸乙酯、氯仿、二氯甲烷、乙醚、苯、甲苯、 四氯化碳、环己烷、正己烷等。
4、 SPE的操作步骤及方法的建立：
SPE操作步骤包括有柱预处理、加样、洗去干扰物和 回收分析物四个步骤。
（1）柱预处理
以反相C18SPE柱的预处理为例。先使数毫升的甲醇通 过萃取柱，再用水或缓冲溶液顶替滞留在柱中的甲醇。柱 预处理有两个目的：
★除去填料中可能存在的杂质；
★使填料溶剂化，提高固相萃取的重现性。
填料未经预处理或未被溶剂润湿，能引起溶质过早穿 透，影响回收率。
（2）加样
预处理后，试样溶液被加至并通过SPE柱，在该步骤， 分析物被保留在吸附剂上。
例3. 固相萃取技术在水体有机物分析中的应用（董玉瑛
等，环境科学进展，1999，7（4）：84-90）分析。
1、实验方法：用甲醇活化了的SPE(C18 ) 柱富集1L 水 样中PCOCs (控制流速在1L/h) ,提取结束时将柱用氮气 吹干后,分别以二氯甲烷、二氯甲烷：正己烷(1：1) 各 5ml 进行洗脱(控制流速2ml/min) ,洗脱液经无水硫酸钠 脱水后,进行旋转蒸发,浓缩约至0. 5ml 时,加入150μl 壬 烷,再继续旋转蒸发浓缩约至200μl ,改用N2 缓慢吹至 100μl 左右。加入含有五氯甲苯(PCT) 和十氯联苯(DCB) 两种内标物的混合液10μl (浓度为:10ng/μl) ,充分均匀后, 转入小样品瓶中,进行GC 分析。
固相萃取法
固相萃取法
固相萃取是一种分离技术，它能有效的将目标物质从混合液中分离出来，并分离混合
液中其他无关组分。
固相萃取法(SPE)即固相萃取技术，是一种微量样品处理技术，它可
在时间范围内、材料有效性强以及化学划分效果好的前提下实现样品的提取、滤除和纯化，浓缩或其他调节的加工功能。
固相萃取的原理是在新型可拆活性固态吸附剂中，通过交换、吸附和扩散等物理反应
加以提取杂质物质，而其他物质则不会受其影响。
在固相萃取的过程中，新型可拆活性固
态吸附剂具有高度的特异性，能够在较短的时间内实现杂质物质的极高提取效率。
固相萃取既可以使用少量样品，又可以实现高效、精确的分离效果。
它以极为精确的
反应动力学模型实现了简便、准确、可处理大容量样品的分离，通过改变可拆活性固态吸
附剂属性可以达到对不同物质的提取。
固相萃取在分离大量杂质中也十分有用，可使用具有高选择性的可拆活性固态吸附剂
来进行分离，其有效性和精确度远高于其他流动溶剂萃取方法。
作为一种快速、无污染的
分离方式，固相萃取可以实现大量样品的高效分离，大大降低了试验成本和时间消耗，对
环境保护也非常有利。
固相萃取基本原理与操作
固相萃取基本原理与操作固相萃取（Solid Phase Extraction，SPE）是一种常用的样品前处理技术，用于从复杂的样品基质中富集和纯化目标化合物。
它在环境监测、食品安全、药物分析等领域得到广泛应用。
固相萃取的基本原理是利用固定在固相材料上的吸附剂选择性地吸附目标化合物，然后通过洗脱过程将目标化合物从吸附剂上解吸下来。
固相萃取操作一般包括以下几个步骤：1.准备固相柱：将固相柱安装在固相萃取仪器上，并根据需要装填合适的固相填料（如吸附剂）。
常用的吸附剂有C18矽胶、环烷基、聚合物和细碳纤维等。
2.样品预处理：将样品通过一系列的预处理方法，如过滤、离心浓缩、酸碱调节、转化、净化等，进行初步的处理，以去除杂质和提高目标化合物的浓度。
3.样品加载：将经过预处理的样品通过进样装置加载到固相柱中，将目标化合物以及其他可能的干扰物吸附在固相填料上。
4.洗脱：根据目标化合物和干扰物的亲水性和疏水性差异，选择适当的洗脱溶液进行洗脱，将目标化合物从固相填料上洗脱下来。
洗脱过程中通常使用有机溶剂，如乙腈、甲醇等。
5.浓缩和回溶：将洗脱液浓缩到一定体积，以提高目标化合物的浓度。
通常使用氮气吹扫、蒸发浓缩等方法进行浓缩。
浓缩后，可以选择适当的溶剂进行回溶，以获得满足实验要求的样品溶液。
固相萃取的基本原理包括如下几点：1.吸附选择性：固相柱上所选用的吸附剂可以根据目标化合物的亲水性或疏水性选择，从而将目标化合物吸附在固相填料上，不同的吸附剂对目标化合物和干扰物的选择性有所差异。
2.大体相分离：固相柱中的固相填料具有较大的比表面积，可以有效地与待吸附化合物进行物质交换，并将目标化合物从溶液中吸附到固相填料上，实现目标化合物和其他组分的分离。
3.清洗淋洗：通过选择适当的洗脱溶液，可以有效地去除吸附剂上非目标化合物的残留，提高目标化合物的纯度。
4.吸附静态平衡：吸附剂对目标化合物的吸附速度和平衡时的吸附量是固相萃取过程的一个重要参数，需要通过实验调整吸附时间和洗脱溶剂的体积，以达到最佳的吸附效果。
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常用反相固相萃取柱
BauloTM SPE小柱 50um球形高效硅胶，颗粒分布窄，传质 均匀 99.9％高纯硅胶，杂质干扰小 单层C18键合填料，全封尾，更好的重现 性
正相固相萃取
流动相：非极性
正相固相萃取原理
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。
操作程序
活化吸附剂
萃取之前要用适当的溶剂淋 洗小柱，以使吸附剂保持湿润， 可以吸附目标化合物或干扰化 合物。
操作程序
上样（吸附）
样品倒入活化后的固相萃 取小柱，然后利用抽真空，加压 或离心的方法使样品进入吸附剂。
操作程序
洗涤（去除杂质）
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。
固相萃取的分类
• 反相固相萃取所用的吸附剂和目标化合物
通常是非极性的或极性较弱的，主要是靠 非极性－非极性相互作用，是范德华力或 色散力。
• 离子交换固相萃取是靠目标化合物与吸附
剂之间的相互作用是静电吸引力。
固相萃取选择分离模式和吸附剂时还要考虑 以下几点：
1. 目标化合物在极性或非极性溶剂中的溶解 度，这主要涉及淋洗液的选择。
用比样品本身更强极性的溶剂洗脱吸 附的分析物质。
常用正相固相萃取柱
① 极性官能团键合硅胶 -CN， -NH2， -Diol
② 极性吸附物质 BauloTM-Silica， BauloTM-Florisil， BauloTM-Alumina
溶剂极性图
反相溶剂洗脱强度
己烷 异辛烷 四氯化碳 氯仿 二氯甲烷 四氢呋喃 乙醚 乙酸乙酯 丙酮 乙腈 异丙醇 甲醇 水
• 从基质中消除干扰物 • 保护色谱柱 • 减少样品与溶剂使用量 • 缩短处理时间 • 提高回收率
固相萃取使用要点
• 1.准确了解样品物理及化学特性 • 2.选择合适的样品净化机理 -保留被分析物，洗脱污染物 -保留污染物，洗脱被分析物 • 3.选择适当的SPE产品-填料类型、柱容量、配套
附件 • 4.选择老化及洗脱溶剂
通用SPE萃取程序
正相填料 A.老化
1.用3-5ml非极性溶剂冲洗填料 B.上样
2.样品加到柱床上，以1-5ml/min.低流速通过填料。若所 需样品不会被保留，此时应收集样品作分析。 C.冲洗 4.如果样品被保留，使用约5ml非极性溶剂将弱保留干扰 物洗出。 D.用1-2ml极性溶剂将所需物质洗脱，收集用于分析。
2. 目标化合物有无可能离子化（可用调节 pH 值实现离子化），从而决定是否采用离 子交换固相萃取。
3. 目标化合物有无可能与吸附剂形成共价键， 如形成共价键，在洗脱时可能会遇到麻烦。
4. 非目标化合物与目标化合物在吸附剂上吸 附点上的竞争程度，这关系到目标化合物 与干扰化合物是否能很好分离。
SPE产品选择指导
通用SPE萃取程序
离子交换填料 A.老化
1。用5ml去离子水或低离子强度缓冲液(0.001M-0.01M)冲洗填料 B.上样
2.样品加到柱床上，以1-5ml/min.低流速通过填料。若所需样品不会 被保留，此时应收集样品作分析。 C.冲洗 3.如果样品被保留，使用约5ml去离子水或低离子强度缓冲液将弱保 留干扰物洗出。 D.用1-5ml高浓度缓冲液(0.1-0.5M) ，或以缓冲液改变pH，使得样品不 再离子化，将所需物质洗脱，收集用于分析。
可溶解样品
非极性样品
极性样品
离子型样品
反相填料
正相填料
离子交换填料
反相固相萃取
流动相：极性（水溶液）或中等极性 固定相：非极性 分离对象：中等到非极性物质
反相固相萃取原理
分析物中的CH键 + 硅胶表面官能团→吸附→极性 溶液中的弱有机分析物→保留在SPE。 用非极性溶剂解吸吸附在固定相中的目标物质。
操作程序
洗脱和收集 再用较强的溶剂将
目标化合物洗脱下来，加 以收集。
活化吸附剂 进 样 洗 涤 洗 脱
SPE分离机制与溶剂的选择
分离机制
反相SPE
正相溶剂洗脱强度
离子交换固相萃取
适用于带有电荷的化合物（水溶液、有机溶 液）。 原理：静电吸引，化合物上的带电荷基团与 键合硅胶上的带电荷基团之间的吸引。 分为：阴离子交换和阳离子交换。
阴离子（负电荷）交换
SAX、NH2：脂肪族季铵类盐 + 硅胶
阳离子交换
SCX：磺酸基；WCX：羧酸基团
离子交换固相萃取法的要求
HPLC与SPE比较
硬件 颗粒度(um) 颗粒形状 塔板数/柱 分离机理
操作成本 设备成本 分离模式 操作
HPLC
不锈钢柱 3\5 球型 20-25,000 连续洗脱
中至高 高 多种 可重复使用
SPE
塑料柱 40\50 无定型 球型 <100
“数字式”开关 洗脱 低 低 多种 一次性
为什么用SPE？
①
流
②
动
相
固相萃取的模式及原理
反相固相萃取 正相固相萃取 离子交换固相萃取
① 阴离子交换 ② 阳离子交换
固相萃取的分类
• 正相固相萃取所用的吸附剂都是极性
的．取决于目标化合物的极性官能团与吸 附剂表面的极性官能团之间相互作用，其 中包括了氢键，π—π键相互作用，偶极－ 偶极相互作用和偶极－诱导偶极相互作用 以及其他的极性－极性作用。
前言
试样的前处理是样品分析中至关重要 的一环，传统的样品预处理方法往往手 续复杂、耗时。具有溶剂消耗量少、对 样品污染少、预处理时间短等优点的固 相萃取技术已广泛地应用于环境的监测 与分析中，成为一种常规分析方法。
固相萃取(SPE)概念
SPE ：Solid Phase Extraction 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化合 物分离，达到分离和富集目标化合物的 目的。
通用SPE萃取程序
反相填料 A.老化
1.用3-5ml甲醇冲洗填料 2.用3-5ml水或缓冲液冲洗，上样前勿让填料流干。 B.上样 3.样品加到柱床上，以1-5ml/min.低流速通过填料。若所 需样品不会被保留，此时应收集样品作分析。 C.冲洗 4.如果样品被保留，使用约5ml极性溶剂(如水、缓冲液或 有机溶剂/水混合液)将弱保留干扰物洗出。 D.用1-2ml非极性溶剂将所需物质洗脱，收集用于分析。