固相萃取技术及其影响因素

固相萃取技术及其影响因素摘要:固相萃取技术由于其溶剂使用量少、操作简单、选择性高、重现性好,已发展成为分离和浓缩各种样品中痕量分析物质的一种强有力的工具。介绍了固相萃取技术的原理,讨论了其基本操作过程及影响因素,以更好地了解固相萃取技术。关键词:固相萃取;技术;原理;影响因素收稿日期 2010-04-29兽药残留引发的畜产品安全问题已成为公认的食品安全问题,引起社会的广泛关注。建立简便、快速、灵敏的兽药残留检测方法无疑成为检测和控制兽药残留的重要前提。兽药残留分析是复杂混合物中痕量组分的分析技术,最显著的特点是需要严格的样本前处理步骤1。在兽药残留检测中60%80%的工作量和操作成本花在样品前处理2。样品前处理包括液液萃取、离心、沉淀、蒸馏等传统技术和固相萃取、凝胶净化、分子印迹等现代分离技术3。传统方法由于自动化程度低、净化效率低、选择性差、成本高、劳动强度大、环境污染严重等缺点而逐渐不能满足兽药残留分析的发展要求。固相萃取技术由于其溶剂使用量少、操作简单、选择性高、重现性好,已发展成为分离和浓缩各种样品中痕量分析物质的一种强有力的工具4。1978年商用固相萃取柱问世以后,固相萃取技术更被广泛应用于复杂基质的前处理5,目前已成为兽药残留分析前处理的主流技术。1固相萃取技术基本原理 固相萃取(Solid Phase Extraction,SPE)技术基于液相色谱原理,可近似看作一个简单的色谱过程6。原理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7。固相萃取可分为在线萃取和离线萃取。前者萃取与色谱分析同步完成,而后者萃取与色谱分析分步完成,两者在原理上是一致的。2基本操作过程2.1柱预处理(柱活化)用适当的溶剂淋洗SPE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。不同模式固相萃取小柱活化用的溶剂不同,其目的有2个:一是除去填料中可能存在的杂质;二是使填料溶剂化,提高固相萃取的重现性。2.2上样将液态或溶解后的固态样品倒入预处理后的SPE柱,然后利用抽真空、加压或离心的方法使样品通过SPE柱,在该步骤中,分析物被保留在吸附剂上。2.3淋洗和洗脱样品进入SPE柱、目标化合物被吸附后,视分离模式和样品性质而定,可采用适当的洗脱剂将目标化合物直接淋洗下来;也可先将干扰化合物淋洗掉,再用适当的洗脱剂将目标化合物洗脱,通常采用后一种方法更有利于样品的净化。淋洗和洗脱同上所述,可采用抽真空、加压或离心的方法使淋洗液或洗脱液流过吸附剂。3影响因素3.1吸附剂目前常用的吸附剂有正、反相吸附剂、离子交换吸附剂和抗体键合吸附剂等,试验时尽量选择与目标化合物极性相似的吸附剂,其用量大小与目标物性质(极性、挥发性)及其在水样中的浓度直接相关。3.2洗脱溶剂在SPE中,洗脱溶剂的选择与目标物性质及使用的吸附剂有关,楼蔓藤等8给出了常见有机溶剂的极性和洗脱强度,试验过程中可根剧被测物的物理、化学性质选用。洗脱剂体积应以淋洗完全为前提,体积最小的为最佳9,可通过多次洗脱法(小体积),根据回收率的变化曲线找到最佳的洗脱液体积,显然,洗脱体积越小富集倍数越高。3.3保留体积在加样过程中,保留体积是SPE技术的关键因素之一,它代表了进行痕量富集时能有效处理的水样体积。根据色谱分析仪的最小检出量和水样中有机物的浓度,可以估算出欲富集的最小水样体积10。另外,样液的pH值也影响样品的吸附效率11。3.4流速流速的控制对SPE至关重要,流速过大将引起SPE柱的穿漏,流速太小则处理速度太慢12。柱预处理过程中流速适中,保证溶液充分湿润吸附剂即可,上样和洗脱过程则要求流速尽量慢些,以使分析物尽量保留在柱内或达到完全洗脱,否则会导致分析物流失,影响回收率的大小。尤其离子交换过程,进行比较缓慢,应采用较低的流速(0.52.0 mL/min)。4结语固相萃取技术以其既可用于复杂样品中微量或痕量目标化合物的提取,又可用于净化、浓缩或富集的优势,不仅在兽药残留分析领域中担任重要的角色,而且在农药残留中也成为主要的前处理工具。随着人们对食品安全问题的关注,固相萃取技术不断得到发展与完善,多样化、标准化、仪器化和自动化的SPE样品处理技术越来越成熟,将会更加广泛地应用于复杂样品的前处理中,成为目前样品前处理的主流技术。5参考文献1 KEITH L K,CRUMMENL W,DEEGAN J,et al. Principles of enviro-nmental analysisJ.Anal. Chem,1983,55(14):2210-2218.2 唐英章.现代食品安全检测技术M.北京:科学出版社,2004:14.3 祝伟霞,杨冀州,张书胜,等.固相萃取在兽药残留分析中的应用J.现代仪器,2007(5):4-6.4 THURMAN E M,MILLS M S. Solid-Phase extraction Principles and PracticeM. NewYork,1997.5 YOLANDA P,MONICA F. Current trends in solid-based extraction tec-hniques for the determination of pesticides in food and envionmentJ.J Biochem Biophys Methods,2007(70):117-131.6 朱彭龄.现代液相色谱M.兰州:兰州大学出版社,1989:19-20.7 宋迎春,谭洪涛,胡国良.固相萃取及其在食品分析中的应用J.江西医学检验,2005,23(6):583-584.8 楼蔓藤,商振华.固相萃取技术的发展与应用J.分析仪器,1998(1):1-6.9 鲁杰,杨大进,王竹天.固相萃取-高效液相色谱法测定保健食品中维生素B12的研究J.中国食品卫生杂志,2004,16(4):324-328.10 马娜,陈玲,熊飞.固相萃取技术及其研究进展J.上海环境科学,2002,