Gilson固相萃取
固相萃取的基本原理
固相萃取的基本原理
固相萃取是一种常用的分离纯化技术，适用于从复杂的混合物中提取目标化合物。
其基本原理是利用化学吸附剂或吸附树脂对目标物质进行选择性吸附，而非目标物质则被排除。
以下是固相萃取的基本原理：
1. 选择合适的吸附剂：根据所要提取的目标物质的特性，选择合适的吸附剂，使其能够与目标物质发生强烈的吸附作用，而不吸附其他成分。
2. 准备固相材料：将选择的吸附剂装填到合适的固相材料中，如固相萃取柱或固相萃取片等。
3. 样品预处理：将待分离的混合样品进行预处理，通常包括样品萃取、溶剂调整、pH调整和过滤等步骤，以便提高目标物
质的分离效果。
4. 样品萃取：将预处理后的样品通过固相萃取柱等装置，使混合物中的目标物质与吸附剂发生相互作用，并实现吸附。
5. 不同洗脱步骤：使用不同的溶剂（洗脱剂）或调整洗脱条件，以实现目标物质与吸附剂之间的选择性解吸。
洗脱的条件可以根据目标物质的亲疏水性、极性或其他化学性质来选择。
6. 获取目标物质：通过洗脱步骤，将目标物质从吸附剂上解吸出来，然后适当地浓缩或纯化，最终得到所需的目标物质。
总的来说，固相萃取是通过选择性吸附和解吸的过程实现物质的分离纯化。
这一技术具有操作简便、分离效果好、消耗溶剂少等优点，在化学分析、环境监测、生物医学等领域得到了广泛应用。
固相萃取法
固相萃取技术固相萃取理论
固相萃取技术固相萃取（Solid Phase Extraction，简称SPE）技术，发展于上世纪70年代，由于其具有高效、可靠、消耗试剂少等优点，在许多领域取代了传统的液－液萃取而成为样品前处理的有效手段。
一些传统的介绍SPE的书籍将其归于一个液相色谱的原理，这其实是引起使用不当的主要源由之一。
把SPE小柱看作一根液相色谱柱，不如把它看成单纯的萃取剂更合适，因为：液相色谱的重点在于分离，而SPE的重点在于萃取。
固相萃取技术在样品处理中的作用分两种：一是净化，二是富集,这两种作用可能同时存在。
固体萃取和液－液萃取相比，其长处在于方便和消耗试剂少，短处在于批次间的重复性难以保证。
出现这种情况的原因在于：液体试剂的重复性好，只要其纯度可靠，不同年代的产品的物理化学性质都是可靠的。
而固体萃取剂就算保证了纯度外，还存在着颗粒度的差异，外形的差异等液体试剂不存在的且难以衡量的因素，不同年代不同批号的萃取性质可能会有较大的区别。
从理论上和厂家宣传来看，固相萃取应该在色谱分析的前处理上得到很好的应用：有机溶剂用得很少，可批量处理样品，既可富集，又能除杂质，给人印象是前处理的革命性进步。
然而现实情况，起码在国内，虽然推广了多年，实际应用还是相当有限。
SPE应用得不广，与我们的使用方式和期望有关，也与它本身的局限有关。
对于供应商来说，从经济利益出发，向来都是忽略固相萃取的局限与不足。
固相萃取可以作为前处理手段的一个很好补充，但是在使用时，一定要清醒知道到它的优点和缺点，注意因地制宜，扬长避短。
固相萃取理论反相固相萃取反相分离包括一个极性或中等极性的样品基质（流动相）和一个非极性的固定相。
分析物通常是中等极性到非极性。
几种SPE材料属于反相类，如烷基，或芳香基键合的硅胶（LC-18，ENVI-18，LC-8，ENVI-8，LC-4，和LC-Ph）。
在这里，纯硅胶（一般孔径为60—40mm大小的颗粒）表面的亲水性硅醇基通过硅烷化学反应，被含有疏水性的烷基或芳香基取代了。
吉尔森274四通道自动固相萃取仪 中文使用说明
吉尔森GX-274ASPEC四通道自动固相萃取仪中文使用手册启动软件，输入用户名和密码，进入页面后点击Method BuilderUser Name：用户名，Administrator默认Password：密码，输入gilson，点击ok进入程序后，编写程序主要分四个部分：1.Configuration：定义构造（仪器配置）2.Bed Layout：定义样品区、收集区、溶剂区及洗针区托盘及管架3.Method：定义一种方法（从任务中建造这种方法）4.Applications：建造一个操作目录：选择构造、托盘和加入方法，后执行Configuration进入Method Builder，点击右上方“Scan”自动扫描系统连接的组件，在系统连接正常时，软件会扫描出每个组件并且显示在下图中的白色区域，设置每个组件的参数。
这里以手动选择组件来注解每个步骤。
以GX-274自动固相萃取系统为例，需要设置以下几个组件及相应参数Liquid Handlers：液体处理系统，自动进样及馏分收集Pumps：溶剂泵Accessories：系统附件（根据需要设置）Communication：系统信号连接（根据需要设置）Injector：进样组件（根据需要设置）1.Liquid Handlers“GX-274ASPEC without Pumps”将组件拖动到中间Workspace白色区域。
Setup:185mm Probe：取液针高度Z Clamp Height(mm):Range:185Z臂高度Z Safe Height(mm):Range:185：Z臂安全高度2.Pumps四通道固相萃取中，选择溶剂泵的顺序为“Virtual Pumping System”--406Pump Dual--406Pump Dual 即先选择一个虚拟泵系统，再选择两个406双通道注射泵“Virtual Pumping System”拖动到WorkSpace区域中“406Pump Dual”选择406双通道注射泵四通道系统中，选择两个注射泵Size(μL):100000注射管规格，一般默认设置10mLBed Layout前面操作完成后点击页面上方的Bed Layout按钮，出现如下页面，设置托盘管架区域通常下面区域从左到右依次设置样品区，收集区，上面区域左边四个为溶剂区（活化、洗涤，洗脱），右边小的部分为洗针区，包括洗针的内部和外部。
固相萃取技术原理及应用
固相萃取技术原理及应用一、固相萃取基本原理与操作1、固相萃取吸附剂与目标化合物之间的作用机理固相萃取主要通过目标物与吸附剂之间的以下作用力来保留/吸附的1）疏水作用力：如C18、C8、Silica、苯基柱等2）离子交换作用：SAX, SCX，COOH、NH2等3）物理吸附：Florsil、Alumina等2、p H值对固相萃取的影响pH值可以改变目标物/吸附剂的离子化或质子化程度。
对于强阳/阴离子交换柱来讲，因为吸附剂本身是完全离子化的状态，目标物必须完全离子化才可以保证其被吸附剂完全吸附保留。
而目标物的离子化程度则与pH值有关。
如对于弱碱性化合物来讲，其pH值必须小于其pKa值两个单位才可以保证目标物完全离子化，而对于弱酸性化合物，其pH值必须大于其pKa值两个单位才能保证其完全离子化。
对于弱阴/阳离子交换柱来讲，必须要保证吸附剂完全离子化才保证目标物的完全吸附，而溶液的pH值必须满足一定的条件才能保证其完全离子化。
3、固相萃取操作步骤及注意事项针对填料保留机理的不同（填料保留目标化合物或保留杂质），操作稍有不同。
1）填料保留目标化合物固相萃取操作一般有四步（见图1）：Ø 活化---- 除去小柱内的杂质并创造一定的溶剂环境。
（注意整个过程不要使小柱干涸）Ø 上样---- 将样品用一定的溶剂溶解，转移入柱并使组分保留在柱上。
（注意流速不要过快，以1ml/min为宜，最大不超过5ml/min）Ø 淋洗---- 最大程度除去干扰物。
（建议此过程结束后把小柱完全抽干）Ø 洗脱---- 用小体积的溶剂将被测物质洗脱下来并收集。
（注意流速不要过快，以1ml/min为宜）如下图1:2）填料保留杂质固相萃取操作一般有三步（见图2）：Ø 活化--除去柱子内的杂质并创造一定的溶剂环境。
（注意整个过程不要使小柱干涸）Ø 上样--将样品转移入柱，此时大部分目标化合物会随样品基液流出，杂质被保留在柱上，故此步骤要开始收集（注意流速不要过快）Ø 洗脱---用小体积的溶剂将组分淋洗下来并收集，合并收集液。
固相萃取简介及应用
固相萃取简介及应用固相萃取(Solid Phase Extraction，简称SPE)就是利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附，与样品的基体和干扰化合物分离，然后再用洗脱液洗脱或加热解吸附，达到分离和富集目标化合物的目的。
与液—液萃取相比固相萃取有很多优点：固相萃取不需要大量互不相溶的溶剂，处理过程中不会产生乳化现象，它采用高效﹑高选择性的吸附剂（固定相），能显著减少溶剂的用量，简化样品于处理过程，同时所需费用也有所减少。
一般说来固相萃取所需时间为液—液萃取的1/2，费用为液—液萃取的1/5。
其缺点是：目标化合物的回收率和精密度要低于液－液萃取。
固相萃取是一个包括液相和固相的物理萃取过程。
在固相萃取过程中，固相对分析物的吸附能力大于样品基液。
当样品通过固相柱时，分析物被吸附在固体填料表面，其他样品组分则通过柱子。
然后在使用适当溶剂将分析物洗脱下来。
目前使用最广泛的SPE柱填料是键合硅胶，其次是聚合树脂。
图1 固相萃取基本步骤示意图固相萃取的基本程序固相萃取的基本程序可分为以下五个步骤，但在实际应用中可根据最后分析手段对样品的要求对这五个步骤进行增加或减少。
比如，当使用离子交换原理进行样品萃取时就需要增加调节萃取体系pH的步骤。
1．固相萃取小柱的选择根据分析物及杂质的具体性质选择合适的SPE小柱，一般常见的分析物可根据国标选择，出现较新的分析目标时SPE小柱生产厂家也会推出相应的解决方案，可依据选择。
2．固相柱的预处理为保证良好的萃取再现性，固相柱必须用适当溶剂进行预处理：对固相柱进行活化，展开碳氢链增加和分析物作用的表面积；对固相柱进行清洗，去除固相柱上的杂质。
3．添加样品将样品加于固相柱中，用正压或负压使样品通过萃取柱。
控制流速，对于生物样品，一般在1.5ml/min。
对于以离子交换为作用机理的萃取，样品通过SPE柱的速度应该适当降低，以保证分析物有足够的时间与SPE柱填料的离子交换功能团发生作用。
固相萃取分类
固相萃取分类固相萃取（Solid-phase extraction，简称SPE）是一种常用的样品前处理方法，广泛应用于化学分析、环境监测、食品安全等领域。
它通过将待分析样品中的目标化合物吸附到固定相上，再用洗脱剂将目标化合物从固相上洗脱下来，从而实现对目标化合物的分离和富集。
固相萃取的分类主要包括以下几种：1. 正相固相萃取（Normal phase solid-phase extraction）：正相固相萃取是指固定相表面具有极性官能团，适用于极性化合物的富集。
常用的固定相材料包括硅胶、氨基硅胶等。
正相固相萃取的原理是通过样品溶剂与固定相之间的亲和作用，使样品中的目标化合物在固定相上发生吸附。
随后，使用洗脱剂将目标化合物从固定相上洗脱下来。
2. 反相固相萃取（Reverse phase solid-phase extraction）：反相固相萃取是指固定相表面具有疏水性官能团，适用于非极性或疏水性化合物的富集。
常用的固定相材料包括C18、C8等疏水性材料。
反相固相萃取的原理是通过样品溶剂与固定相之间的疏水作用，使样品中的目标化合物在固定相上发生吸附。
随后，使用洗脱剂将目标化合物从固定相上洗脱下来。
3. 混合模式固相萃取（Mixed-mode solid-phase extraction）：混合模式固相萃取是指固定相表面同时具有正相和反相性质的官能团，适用于同时富集极性和非极性化合物的样品。
通过在固定相上引入具有不同官能团的化合物，可以实现对不同性质的化合物的选择性富集。
4. 选择性固相萃取（Selective solid-phase extraction）：选择性固相萃取是指通过选择特定的固定相材料或添加适当的修饰剂，实现对特定化合物的选择性富集。
常用的选择性固相萃取方法包括分子印迹固相萃取、固相微萃取等。
分子印迹固相萃取通过在固相上引入与目标化合物具有亲和性的模板分子，实现对目标化合物的高选择性富集。
固相萃取的概念、步骤和操作
固相萃取的概念、步骤和操作概念：利用固体吸附剂将样品中的目标分析物吸附，与样品的基质和干扰物分离，然后再用有机溶剂或加热解吸附，达到分离、纯化及浓缩目标物的目的。
固相萃取（SPE）是利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附，与样品的基体和干扰化合物分离，然后再用洗脱液洗脱，达到分离和富集的目的。
先使液体样品通过一装有吸附剂（固相）小柱，保留其中某些组分，再选用适当的溶剂冲洗杂质，然后用少量溶剂迅速洗脱，从而达到快速分离净化与浓缩的目的。
SPE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与液液萃取(LLE)相比，固相萃取具有如下优点：①回收率和富集倍数高；②有机溶剂消耗量低，减少对环境的污染；③更有效的将分析物与干扰组分分离；④无相分离操作过程，容易收集分析物；⑤能处理小体积试样；⑥操作简便、快速，费用低，易于实现自动化及与其他分析仪器联用。
固相萃取的基本原理：吸附剂上的活性部分对目标物和样品基质的分子作用力存在差异固相萃取保留或洗脱的机制取决于被分析物与吸附剂表面的活性基团，以及被分析物与液相之间的分子作用力。
洗脱模式：一种是目标化合物比干扰物与吸附剂之间的亲和力更强，因而被保留，洗脱时采用对目标化合物亲和力更强的溶剂；另一种是干扰物比目标化合物与吸附剂之间的亲和力更强，则目标化合物被直接的洗脱。
通常采用前一种洗脱方式。
一、固相萃取的分离模式：反相固相萃取、正相固相萃取、离子交换萃取、免疫亲和1、反相固相萃取：吸附剂（固定相）是非极性或弱极性的，如硅胶键合C18, C8, C4，C2,-苯基等。
流动相为极性（水溶液）或中等极性样品基质。
吸附剂的极性小于洗脱液的极性。
应用：可以从强极性的溶剂中（如水样）萃取非极性或弱极性的化合物。
作用机理：非极性-非极性相互作用（疏水作用），如范德华力或色散力。
例如水中PAHs，利用C18柱，甲醇洗脱剂洗脱。
2、正相固相萃取：（1）吸附剂：极性键合相，如硅胶键合氨基－NH2、氰基－CN，-Diol（二醇基）；（2）极性吸附剂，如silica、Florisil、(A-,N-,B-)alumina、硅藻土等。
固相萃取
固相萃取(Solid Phase Extraction SPE)就是利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附，与样品的基体和干扰化合物分离，然后再用洗脱液洗脱或加热解吸附，达到分离和富集目标化合物的目的。
与液－液萃取相比固相萃取有很多优点：固相萃取不需要大量互不相溶的溶剂，处理过程中不会产生乳化现象，它采用高效﹑高选择性的吸附剂（固定相），能显著减少溶剂的用量，简化样品于处理过程，同时所需费用也有所减少。
一般说来固相萃取所需时间为液－液萃取的1/2，费用为液－液萃取的1/5。
其缺点是：目标化合物的回收率和精密度要低于液－液萃取。
一．固相萃取的模式及原理固相萃取实质上是一种液相色谱分离，其主要分离模式也与液相色谱相同，可分为正相（吸附剂极性大于洗脱液极性），反相（吸附剂极性小于洗脱液极性），离子交换和吸附。
固相萃取所用的吸附剂也与液相色谱常用的固定相相同，只是在粒度上有所区别。
正相固相萃取所用的吸附剂都是极性的，用来萃取（保留）极性物质。
在正相萃取时目标化合物如何保留在吸附剂上，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。
正相固相萃取可以从非极性溶剂样品中吸附极性化合物。
反相固相萃取所用的吸附剂通常是非极性的或极性较弱的，所萃取的目标化合物通常是中等极性到非极性化合物。
目标化合物与吸附剂间的作用是疏水性相互作用，主要是非极性－非极性相互作用，是范德华力或色散力。
离子交换固相萃取所用的吸附剂是带有电荷的离子交换树脂，所萃取的目标化合物是带有电荷的化合物，目标化合物与吸附剂之间的相互作用是静电吸引力。
固相萃取中吸附剂（固定相）的选择主要是根据目标化合物的性质和样品基体（即样品的溶剂）性质。
目标化合物的极性与吸附剂的极性非常相似的时，可以得到目标化合物的最佳保留（最佳吸附）。
两者极性越相似，保留越好（即吸附越好），所以要尽量选择与目标化合物极性相似的吸附剂。
固相萃取法及进展
三、固相萃取的简要过程
固相萃取的净化机制可分为保留目标化合物型和 保留干扰物型两种。
一、保留目标化合物的固相萃取模式： 1 活化/ 平衡 2 上样 3 淋洗 4 洗脱
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二、保留干扰物的固相萃取模式 1 活化/ 平衡 2 上样 3 淋洗
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应用实例：
血样处理
先以甲醇 2 mL润湿活化固相萃取柱 ,再先后以水 1mL和 0.1%磷酸 1 mL冲洗平衡。取血浆样品0.5 mL,加入0.1%磷酸 0.5 mL;混匀后 ,加入已活化的 固相萃取柱上样。样品通过萃取柱后 ,以 0 . 1% 磷酸 2 mL淋洗 ,弃去洗脱液 ,用甲醇 0 . 5 mL洗脱 , 收集洗脱液 ,在 50 ℃ 下氮气吹干 ,加入流动相 0 . 25 mL溶解 ,用 0 . 45μm过滤器过滤 ,进样 40μL检 测。
展,2000;28(9):1172-1180 [5] 张颖,,高蕊,刘建勋, 固相萃取-高效液相色谱法同时检测健康人
血浆中的异荭草素、荭草素和灯盏乙素浓度[J], 中国临床药理学杂 志,2007;23(4):209-303
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谢谢！
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3、96孔板SPE装置
还有一种常见的形式是96孔板，即将小体积 固相萃取柱与具有96孔的萃取架相连，再通 过自动化系统进行控制。
这种装置的柱床很薄， 与样品接触面积大，可 耐受很高的流速，因此 能在较短的时间内完相微萃取器
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五、固相萃取分类
一、SPE根据其相似相溶机理可分为三种：
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3 其他吸附剂 硅酸镁、石墨化炭黑、氧化铝颗粒等。
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六、SPE的选择
在固相萃取过程中，“保留”（Retention） 和“洗脱”（Elution）均受目标化合物、吸 附剂和溶剂环境三种因素的影响，对于给 定的目标化合物，选择合适的吸附剂、样 品溶剂以及洗脱溶剂是实现成功分离的关 键。
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吉尔森固相萃取
GX-271 ASPEC
吉尔森GX-271 ASPEC由主机、注射泵、控制部分、样品管架、溶剂管架、SPE管架等部分组成。
它除了可以完成固相萃取工作外，还是一台自动液体样品处理仪。
它可以自动进行样品的分配与稀释、保准样品的添加、样品的混合、样品的衍生化、调节PH值。
同时在每个样品之间会对加样针进行清洗，有效的避免交叉污染。
对于大体积的样品，可以选配吉尔森输液泵进行不间断连续加样。
在固相萃取应用中，有时需要将两根不同类型的SPE柱叠加在一起，加入适配模块后，就可以实现上述操作。
主要参数
•平台上的储液瓶能够在无需占用标准位置的情况下增加4 种溶剂。
•可使用1、3、6mL 固相萃取柱。
•移动管架技术使仪器既可以执行固相萃取操作，也可以进行液体处理操作。
•根据不同的应用，可以采用多重清洗或泵喷射清洗。
• 406 单注射泵配有压力感应模件。
可以用于处理因柱压过高或管路堵塞引起的故障。
• 406 单注射泵可以采用注射泵推压空气或外来气压。
•在缓冲溶液或Ph 梯度洗脱的应用中，可以通过分步洗脱将洗脱液收集在不同的试管中。
•可以添加GX 直接进样模件与HPLC 连接实现自动在线HPLC 或LC / MS 系统进样分析。
•通过吉尔森设计的密封盖实现正压排放。
•模件式设计，可以使用20、200 及300 系列的管架
主要特点
GX-271 ASPEC是按现代实验室要求而设计的，具有最大的萃取柱容量和最小的占地体积。
系统通过压力感应器监测运行压力，当压力过高时（如柱子堵塞等），可以自动执行预设程序来处理故障。
适用于适用于国标GB/T 19648-2005水果和蔬菜中446种农药多残留测定方法、SC/T3021-2004 农业行业标准水产品中孔雀石绿残留量的检测、农业部NY/T 761-2004方法中对蔬菜和水果中有机农残检测中用SPE对样品进行前处理的要求。
仪器介绍
吉尔森最新推出的全自动固相萃取仪GX-271 ASPEC是在ASPEC XLi基础上发展起来的新一代固相萃取系统。
该系统在保持ASPEC XL众多的优点的同时，根据用户的需求，改进并增加了许多功能。
GX-271 ASPEC是按照现代实验室的要求来设计的，具有最大的萃取柱容量，最小的占地体积。
系统通过压力感应模件连续监测运行压力，并根据预设程序处理运作过程中出现的错误。
用户可选用新颖的喷射清洗站将交叉污染的可能性将至最低。
也可以选配进样模件，将固相萃取仪与HPLC或LC/MS连接使用，实现样品前处理及分析的全自动化。
对于有PTV进样模件的用户，还可以将GX-271 ASPEC与GC或GC/MS连接。
全新的Trilution LH控制软件功能强大，操作简单。
图形化的操作界面及鼠标点击、拖拉的操作方式使用户能够十分方便地建立SPE操作方法。
开放式的软件使得用户可以十分方便地根据特殊的应用建立特殊的操作指令。
用户也可以在仪器上使用各种特殊的非吉尔森标准管架。
系统采用移动管架技术，使得仪器既可以执行固相萃取操作，又可以进行液体处理操作。
系统的406注射泵不但配有压力感应模件以监测压力变化，还配有自动切换的三通阀以在液路或气路之间进行切换。
吉尔森固相萃取的基本程序
1.固相柱的预处理
2.添加样品
将样品加于固相柱中，用正压或负压使样品通过柱子。
样品的流速需要控制，对于生物样品，一般在1.5ml/min。
对于离子柱，速度要相应的降低。
3.固相柱的洗涤
4.固相柱的干燥
5.分析物洗脱
应用
使用SPE对水果、蔬菜中90种杀虫剂残留并用GC-MS同时测定多种残留物。
1. 样品的前处理
样品用匀浆机粉碎---离心---加入丙酮，振荡-----离心-----取清液。
用户是将已经处理好的溶液再放到吉尔森SPE中再进行固相萃取操作。
2. 固相萃取程序
SPE柱的选择LiChrolut EN, 400mg，默克公司生产。
柱的预处理6ml甲醇，8ml去离子水
样品添加取一半上清液，与去离子水充分后，加入SPE小柱。
通过SPE小柱的速度控制在5-15ml/min
柱子的干燥样品全部过柱后，对柱子进行干燥，填料颜色从棕色变成橙黄色
样品的洗脱2ml乙酸乙酯/三乙胺（99：1），再加入3次2ml乙酸乙酯/丙酮（9：1）。
样品浓缩将收集的洗脱液在35℃水浴中浓缩至少于1ml。
再两次加入2ml的丙酮浓缩，再将残留液转移到2ml的GC样品瓶中并在氮气气氛下浓缩至大约
350ul。
GC-MS处理将上述处理完的样品进行GC-MS分析。
（需要通过一个配件，使吉尔森的SPE与GC-MS连接）
Xiril的固相萃取
/application/spe.htm
Xiril SPE Liquid Handling Workstations are designed to process 96-well solid phase vacuum extraction cartridges.
采用真空进行固相萃取
可以处理1-96个样品。