樣品前處理是一項(xiàng)極其耗時(shí)、繁瑣且容易引入分析測(cè)定誤差的過程。樣品前處理方法對(duì)樣品的分析起著至關(guān)重要的作用，某種程度上來說，前處理決定了分析測(cè)試的結(jié)果，本文為大家呈現(xiàn)了一種常見的樣品前處理方法——固相萃取的一些原理與操作。
固相萃取(Solid-Phase Extraction，SPE)是一種樣品預(yù)處理技術(shù)，由液固萃取和柱液相色譜技術(shù)相結(jié)合發(fā)展而來，主要用于樣品的分離、純化和濃縮。與傳統(tǒng)的液液萃取法相比，可以提高分析物的回收率，更有效的將分析物與干擾組分分離，減少樣品預(yù)處理過程，操作簡(jiǎn)單、省時(shí)、省力。
液液萃取主要還是做一些弱極性或非極性的目標(biāo)物，對(duì)那些極性過強(qiáng)或者離子型目標(biāo)物并不適用，而且沒有除雜過程，處理后的樣本會(huì)含有非極性的雜質(zhì)，不但會(huì)污染色譜柱和儀器，也會(huì)造成一定的基質(zhì)效應(yīng)。固相萃取理論上非極性、極性、離子型目標(biāo)物都可以適用，這也是近年來固相萃取技術(shù)越來越流行的原因。
SPE固相萃取按照保留物質(zhì)分為兩類：一類為保留目標(biāo)化合物；另一類為保留雜質(zhì)（類似QuEChERS的前處理操作）。SPE固相萃取按照填料類型分為三類：非極性保留型、極性保留型、離子交換型。
SPE處理的一般過程：活化、上樣、淋洗與洗脫。
關(guān)于SPE的處理過程，大家應(yīng)該都不陌生，下面我們著重講一下SPE的工作原理、固相萃取吸附劑與目標(biāo)化合物之間的作用機(jī)理（保留目標(biāo)化合物）與SPE使用的注意事項(xiàng)。
SPE技術(shù)基于液-固相色譜理論，采用選擇性吸附、選擇性洗脫的方式對(duì)樣品進(jìn)行富集、分離、凈化，是一種包括液相和固相的物理萃取過程，也可以將其近似地看作一種簡(jiǎn)單的色譜過程。
SPE是利用選擇性吸附與選擇性洗脫的液相色譜法分離原理。較常用的方法是使液體樣品溶液通過吸附劑，保留其中被測(cè)物質(zhì)，再選用適當(dāng)強(qiáng)度溶劑沖去雜質(zhì)，然后用少量溶劑迅速洗脫被測(cè)物質(zhì)，從而達(dá)到快速分離凈化與濃縮的目的。也可選擇性吸附干擾雜質(zhì)，而讓被測(cè)物質(zhì)流出，或同時(shí)吸附雜質(zhì)和被測(cè)物質(zhì)，再使用合適的溶劑選擇性洗脫被測(cè)物質(zhì)。
固相萃取法的萃取劑是固體，其工作原理基于水樣中待測(cè)組分與共存干擾組分在固相萃取劑上作用力強(qiáng)弱不同，使它們彼此分離。固相萃取劑是含C18或C8、腈基、氨基等基團(tuán)的特殊填料。
固相萃取主要是通過固相吸附劑上的官能團(tuán)與目標(biāo)化合物的官能團(tuán)之間的作用力來保留/吸附的，這種作用力可分為非極性作用力、極性作用力、離子作用力、共價(jià)作用力等。
非極性作用力：對(duì)于鍵合硅膠及聚合物吸附劑而言，非極性作用力產(chǎn)生于固相萃取材料官能團(tuán)上的碳?xì)滏I與目標(biāo)化合物的碳?xì)滏I之間，常常被用于從樣品基質(zhì)中吸附分離具有非極性結(jié)構(gòu)的目標(biāo)化合物。
極性作用力：極性作用力發(fā)生在許多固相萃取材料極性表面與樣品中目標(biāo)化合物的極性官能團(tuán)之間，常見的具有極性作用力的吸附劑在色譜中一般都稱為正相色譜吸附劑。常見的極性固相萃取材料包括：硅膠、氧化鋁、弗洛里硅土及含有氰基、氨基、二醇基的鍵合硅膠。
離子作用力：離子作用力發(fā)生在帶相反電荷的目標(biāo)化合物與固相萃取吸附劑官能團(tuán)之間。
共價(jià)作用力：共價(jià)作用力發(fā)生在共價(jià)填料與目標(biāo)化合物之間，共價(jià)鍵不易被打斷，但有的官能團(tuán)形成的共價(jià)鍵在改變?nèi)軇┉h(huán)境的條件下是可逆的，如苯硼酸基。
我們?cè)谟霉滔噍腿r(shí)，面臨的一個(gè)問題就是：液體應(yīng)該以什么速率過柱流出，要想效果好，就要慢，盡量慢。
對(duì)于固相萃取柱中的填料，我們?nèi)绻植糠糯蟮乜矗軌蚩吹狡鋵?shí)它們是有很多的空隙，液體流通的渠道很多，如果流得快，相當(dāng)比例的待測(cè)組分還來不及與填料充分作用就地從通道流失；所以要慢，給它們一個(gè)充分作用的機(jī)會(huì)。
如何慢呢？一個(gè)竅門就是不要用配合抽氣機(jī)使用的所謂固相萃取器，而采用再普通不過的重力法。利用重力的作用使液體向下流出。在實(shí)驗(yàn)速度上，重力法遠(yuǎn)不如吸力法，但是在實(shí)驗(yàn)效果方面，重力法遠(yuǎn)比吸力法優(yōu)勝，用吸力法只能得到譜帶吸附，用重力法卻能得到柱頭吸附，在速度和效果兩者的平衡中，我們還是傾向于優(yōu)先保證好的效果。
舉例來說，一個(gè)3mL500mg的C18小柱，如果加甲醇活化，其甲醇全部流至篩板時(shí)間約為20分鐘，而在過樣品液時(shí)，25mL的液體最多2小時(shí)可以流完，而且用重力法如果得當(dāng)，工作速率不一定比吸力法差很多。因?yàn)槲覀兛梢猿浞掷每臻e時(shí)間，用吸力法必須有人在旁邊守候，而重力法由于不需要用電，可以充分利用午休和晚上時(shí)間過柱，液體量大時(shí)接個(gè)堆疊接頭和延長(zhǎng)管即可，安排好實(shí)驗(yàn)步驟，工作效率一樣很高。另外，重力法不需要抽氣機(jī)和固相萃取器。
在固相萃取條件選擇上，有人為了提高提取效率，盡量多加液體，或選擇填料量大的小柱，其實(shí)大可不必如此。尤其在用重力法時(shí)，由于效率高，很多情況下是柱頭吸附，并不是所有的填料都在起作用，填料多了不僅液體流出速度會(huì)更慢，而且在洗脫時(shí)的擴(kuò)散會(huì)很明顯。
因此建議，夠用就行，在能保證效率時(shí)，填料盡量少，加液也不宜多。
固相萃取從原理上是色譜分離，但是在操作時(shí)最好只把它作為吸附萃取劑使用，由于填料性質(zhì)、松緊常有差異，因此在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中不必因?yàn)樽非笮Ч淖罴鸦O(shè)計(jì)出很復(fù)雜的洗脫程序。
在建立條件中，我們應(yīng)該盡量多利用現(xiàn)成的資料，盡快地建立起體系，同時(shí)要對(duì)操作過于復(fù)雜的步驟保持警惕性，在實(shí)驗(yàn)效果，實(shí)驗(yàn)速率和易操作性三者中取得平衡點(diǎn)。只用一次
固相萃取柱最好只用一次。因?yàn)閺膰?yán)格的意義上來說，很多物質(zhì)的吸附是不可逆的，一次吸附，無法洗脫，影響著下一次吸附，雖然有人做過重復(fù)利用的實(shí)驗(yàn)，但是總體來說為了節(jié)省一點(diǎn)經(jīng)費(fèi)而大大增加了結(jié)果的不可靠性和不確定性，是很不合算的行為。
因此建議，只用一次。如果想節(jié)省經(jīng)費(fèi)可以從減少填料量和使用小容積管入手，盡量用堆疊接頭和延長(zhǎng)管。
所有的供應(yīng)商都會(huì)在推薦固相萃取柱的同時(shí)，推銷固相萃取器，最簡(jiǎn)單的固相萃取器也要幾千，如果貼個(gè)進(jìn)口商標(biāo)價(jià)格更要加幾倍，這樣的價(jià)格還不包括抽氣機(jī)。但是這樣的配置就是再加上調(diào)速開關(guān)，也很難得到好的結(jié)果，主要問題就是把小柱的不平行性放大了。
建議：實(shí)在不適合重力法的才用固相萃取器。
至于全自動(dòng)固相萃取器，應(yīng)該說，現(xiàn)在市面上還沒有比較理想、適合食品檢測(cè)的機(jī)器，主要問題就是無法解決一批小柱中液面下降不一致的問題，加上價(jià)格很昂貴，性價(jià)比也自然不高。帶液面測(cè)量的也不能對(duì)多批量的小柱同時(shí)檢測(cè)，且有交叉污染的危險(xiǎn)。
目前的全自動(dòng)固相萃取器基本上是走重力法路線，倒是回避了密封的難題。
有些人在初次接觸固相萃取時(shí)，總覺得它能取代液體萃取，實(shí)際上就象毛細(xì)管電泳無法取代液相色譜一樣。固相萃取在某些場(chǎng)合比液體萃取合適，但是在更多情況下，還是傳統(tǒng)的液體萃取更可靠更合適。這一點(diǎn)從目前實(shí)驗(yàn)技術(shù)的實(shí)際發(fā)展可以得到印證。
關(guān)于液固萃取，我們不要僅僅把它看作是一個(gè)提取過程，從另一個(gè)角度來看，它還是一個(gè)凈化過程，是把固形干擾物排除凈化的過程。理解這一點(diǎn)，有助于我們優(yōu)化選擇實(shí)驗(yàn)方法。
實(shí)用性是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成功與否的最終準(zhǔn)則在設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，開始要考慮到其技術(shù)上是否先進(jìn)。而在實(shí)際運(yùn)用中，最終決定這個(gè)方法是否可行，是否能夠存在的關(guān)鍵是實(shí)用性。一個(gè)實(shí)驗(yàn)方法不僅要解決問題，而且能夠在人力，物力，財(cái)力三方面達(dá)到平衡，且滿足可持續(xù)、可重復(fù)操作的要求。
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