固相萃取技术课件

固相萃取固相萃取（一）概述（一）概述（二）（二）SPE基本原理基本原理（三）（三）SPE法的优点法的优点（四）（四）SPE装置与操作装置与操作（五）（五）吸附剂类型吸附剂类型（六）固相萃取条件选择（六）固相萃取条件选择固相萃取（一）概述固相萃取（一）概述（一）概述（一）概述SPE：Solid Phase Extraction是一种液相色谱分离，利用固体吸附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化合物分离，达到分离和富集目标化合物的目的。采用高效、高选择性的合物的目的。采用高效、高选择性的固定相固定相 进行萃取的样品预处理技术。进行萃取的样品预处理技术。SPE技术自上世纪技术自上世纪70年代后期问年代后期问世以来，发展迅速，广泛应用于环境、世以来，发展迅速，广泛应用于环境、制药、临床医学、食品等领域制药、临床医学、食品等领域。（一）概述（一）概述SPE：Solid Phase Extracti概述概述固相萃取目的固相萃取目的借助借助SPE所要达到的目的是：所要达到的目的是：（1）从试样中除去对以后的分析有干扰物质；）从试样中除去对以后的分析有干扰物质；（2）富集痕量组分，提高分析灵敏度；）富集痕量组分，提高分析灵敏度；（3）变换试样溶剂，使之与分析方法想匹配；）变换试样溶剂，使之与分析方法想匹配；（4）原位衍生；）原位衍生；（5）试样脱盐。）试样脱盐。使用使用SPE方法，要尽可能避免柱因超载而被穿透，方法，要尽可能避免柱因超载而被穿透，从而影响分析结果的准确性从而影响分析结果的准确性。概述概述固相萃取目的借助固相萃取目的借助SPE所要达到的目的是：所要达到的目的是：概述概述样品类型样品类型 SPE可以用于所有类型样品的处理，但是液体样品是最容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。易处理的。Survey response%概述概述样品类型样品类型 SPE可以用于所有类型样品的处可以用于所有类型样品的处（二）（二）SPE基本原理基本原理 SPE是一种吸附剂萃取，样品通过填充吸附剂的是一种吸附剂萃取，样品通过填充吸附剂的一次性萃取柱，分析物和杂质被保留在柱上，然后分一次性萃取柱，分析物和杂质被保留在柱上，然后分别用选择性溶剂去除杂质，洗脱出分析物，从而达到别用选择性溶剂去除杂质，洗脱出分析物，从而达到分离的目的。分离的目的。SPE的分离模式主要取决于填充剂的类型和溶剂的分离模式主要取决于填充剂的类型和溶剂的性质。的性质。（二）（二）SPE基本原理基本原理 SPE是一种吸附剂萃取，是一种吸附剂萃取，SPE基本原理基本原理vSPE也是一个柱色谱分离过程，分离机理、固定相和也是一个柱色谱分离过程，分离机理、固定相和溶剂的选择等方面与高效液相色谱（溶剂的选择等方面与高效液相色谱（HPLC）有许多相）有许多相似之处。似之处。v但是但是SPE柱的填料粒径（柱的填料粒径（40m）要比）要比HPLC填料填料（310m）大。由于短的柱床和大的粒径，）大。由于短的柱床和大的粒径，SPE柱效柱效比比HPLC色谱柱低得多。色谱柱低得多。v因此，用因此，用SPE只能分开保留性质有很大差别的化合物。只能分开保留性质有很大差别的化合物。v与与HPLC的另一个差别是的另一个差别是SPE柱是一次性使用。柱是一次性使用。SPE基本原理基本原理SPE也是一个柱色谱分离过程，分离机理、固定相也是一个柱色谱分离过程，分离机理、固定相（三）（三）SPE法的优点法的优点(1)简简单单、快快速速和和简简化化了了样样品品预预处处理理操操作作步步骤骤,缩缩短短了了预处理时间。预处理时间。(2)处处理理过过的的样样品品易易于于贮贮藏藏、运运输输,便便于于实实验验室室间间进进行行质控。质控。(3)可可选选择择不不同同类类型型的的吸吸附附剂剂和和有有机机溶溶剂剂用用以以处处理理各各种不同类的有机污染物。种不同类的有机污染物。(4)不出现乳化现象不出现乳化现象,提高了分离效率。提高了分离效率。(5)仅用少量的有机溶剂仅用少量的有机溶剂,降低了成本。降低了成本。(6)易于与其他仪器联用易于与其他仪器联用,实现自动化在线分析。实现自动化在线分析。（三）（三）SPE法的优点法的优点(1)简单、快速和简化了样品预处理操简单、快速和简化了样品预处理操（四）（四）SPE装置与操作装置与操作（四）（四）SPE装置与操作装置与操作举例：反相萃取柱举例：反相萃取柱C18,C8,Phenyl,CN,NH2活化：甲醇、乙腈等，活化：甲醇、乙腈等，1倍柱管体积或倍柱管体积或3倍柱床体积倍柱床体积35 mL/min平衡：水，平衡：水，1倍柱管体积或倍柱管体积或3倍柱床体积倍柱床体积,35 mL/min上样：水溶液（缓冲剂稀释）生物流体上样：水溶液（缓冲剂稀释）生物流体等等,1 mL/min淋洗：含淋洗：含550%极性有机溶剂的缓冲水极性有机溶剂的缓冲水溶液，溶液，12倍柱管体积或倍柱管体积或510倍倍柱床体积，柱床体积，12 mL/min洗脱：极性或非极性有机溶剂，可选加洗脱：极性或非极性有机溶剂，可选加水、缓冲剂、酸、碱等调节剂；水、缓冲剂、酸、碱等调节剂；24倍柱床体积，倍柱床体积，上上样样：流流出出与与吸吸附附剂剂作作用用最最弱弱的的杂杂质质；极性最强极性最强淋淋洗洗：流流出出与与吸吸附附剂剂作作用用比比目目标标物物弱弱的的杂杂质质；极极性性比比目目标物强标物强淋淋脱脱：流流出出目标物目标物活活化化：洗洗脱脱与与吸吸附附剂剂作作用用比比目目标标物物强强的的杂杂质质；极极性性比比目目标标物弱物弱举例：反相萃取柱举例：反相萃取柱C18,C8,Phenyl,CN,NSPE操作步骤操作步骤(1)柱预处理柱预处理-Conditionv柱预处理有两个目的柱预处理有两个目的:v一个目的是除去填料中可能存在的杂质；一个目的是除去填料中可能存在的杂质；v另一个目的是使填料溶剂化，提高固相萃取的重现性。填料未经另一个目的是使填料溶剂化，提高固相萃取的重现性。填料未经预处理或者未被溶剂湿润，能引起溶质过早穿透，影响回收率。预处理或者未被溶剂湿润，能引起溶质过早穿透，影响回收率。v对于对于非极性相和离子交换非极性相和离子交换非极性相和离子交换非极性相和离子交换SPE柱使用的柱预处理溶剂为易溶于水柱使用的柱预处理溶剂为易溶于水的甲醇、的甲醇、乙腈、四氢呋喃和丙酮。通常还要用水或缓冲液洗去残乙腈、四氢呋喃和丙酮。通常还要用水或缓冲液洗去残留在柱上的有机溶剂。留在柱上的有机溶剂。v对于对于极性的极性的极性的极性的SPESPE柱柱柱柱，非极性溶剂适合用于预处理过程，非极性溶剂适合用于预处理过程。通常很少。通常很少有人用极性溶剂去处理极性的有人用极性溶剂去处理极性的SPE柱，柱，因为极性溶剂会与键合相因为极性溶剂会与键合相发生作用发生作用，减少吸附剂的与样品作用的表面积。，减少吸附剂的与样品作用的表面积。SPE操作步骤操作步骤(1)柱预处理柱预处理-Condition柱预处柱预处 柱预处理柱预处理 Why Condition？Conditioned sorbent Unconditioned sorbentGood transport between sampleand sorbent 柱预处理柱预处理 Why Condition？Conditio(2)上上样或吸附样或吸附(loading or adsorption)样样品品倒倒入入活活化化后后的的固固相相萃萃取取小小柱柱，然然后后利利用用抽抽真真空空，加加压压或或抽抽真真空空的的方方法法使使样样品品进进入入吸吸附附剂剂。在在该该步步骤骤，分分析析物物被被保保留留在在吸吸附附剂剂上。为了保证获得高的回收率，防止分析物的流失。上。为了保证获得高的回收率，防止分析物的流失。v首首先先，要要用用合合适适强强度度、pH的的溶溶剂剂稀稀释释试试样样，即即将将样样品品溶溶液液的的溶溶剂剂强强度度调调节节到到合合适适的的范范围围。当当以以反反相相机机理理进进行行萃萃取取时时，以以水水或或缓缓冲溶液作为溶剂，其中有机溶剂量不超过冲溶液作为溶剂，其中有机溶剂量不超过10%（V/V）最为适合。）最为适合。v再再次次，要要适适当当减减少少试试样样体体积积或或适适当当增增加加固固相相萃萃取取柱柱中中的的填填料料。加加到到萃萃取取柱柱上上的的试试样样量量取取决决于于萃萃取取柱柱的的尺尺寸寸（填填料料量量）和和类类型型，在在试试样样溶溶剂剂中中试试样样组组分分的的保保留留性性质质和和试试样样中中分分析析物物及及基基质质组组分分的的浓度等因素有关。浓度等因素有关。v最最后后，加加样样萃萃取取流流速速应应该该适适当当。还还应应该该指指出出的的是是，整整个个加加样样萃萃取过程中，应尽量避免柱子流干进入气泡。取过程中，应尽量避免柱子流干进入气泡。(2)上样或吸附上样或吸附(loading or adsorpti(3)淋洗淋洗(Washing)-除去干扰杂质除去干扰杂质v淋淋洗洗：在在样样品品进进入入吸吸附附剂剂，目目标标化化合合物物被被吸吸附附后后，可可先先用用较较弱弱的的溶剂将弱保留干扰化合物洗掉。溶剂将弱保留干扰化合物洗掉。v洗洗涤涤的的目目的的是是为为了了去去除除吸吸附附在在柱柱子子上上的的少少量量基基体体干干扰扰组组分分。一一般般的洗涤液是合适的中等强度的溶剂。的洗涤液是合适的中等强度的溶剂。v对对反反相相萃萃取取柱柱，清清洗洗溶溶剂剂是是含含适适当当浓浓度度有有机机溶溶剂剂的的水水或或缓缓冲冲溶溶液液。通通过过调调节节清清洗洗溶溶剂剂的的强强度度和和体体积积，尽尽可可能能多多地地除除去去能能被被洗洗脱脱的的杂杂质。质。v为为了了决决定定最最佳佳清清洗洗溶溶剂剂的的浓浓度度和和体体积积，加加试试样样SPE柱柱上上，用用5-10倍倍SPE柱柱床床体体积积的的溶溶剂剂清清洗洗，依依次次收收集集和和分分析析流流出出液液，得得到到清清洗洗溶溶剂剂对对分分析析物物洗洗脱脱廓廓形形。依依次次增增加加清清洗洗溶溶剂剂的的强强度度，根根据据不不同同强强度度下分析物的洗脱轮廓图，决定清洗溶剂合适的强度和体积。下分析物的洗脱轮廓图，决定清洗溶剂合适的强度和体积。(3)淋洗淋洗(Washing)-除去干扰杂质淋洗：在样品进入除去干扰杂质淋洗：在样品进入(4)洗脱洗脱(Elution)-分析物的洗脱和收集分析物的洗脱和收集洗脱洗脱：用较强的溶剂将目标化合物洗脱下来，加以收集。：用较强的溶剂将目标化合物洗脱下来，加以收集。目目的的：是是将将分分析析物物完完全全洗洗脱脱并并收收集集在在最最小小体体积积的的洗洗脱脱剂剂中中，同同时时使比分析物更强的保留的杂质尽可能多地保留在使比分析物更强的保留的杂质尽可能多地保留在SPE 柱上。柱上。较较强强的的溶溶剂剂能能够够使使分分析析物物洗洗脱脱并并富富集集到到一一个个很很小小的的体体积积，但但有有较较多多的的强强保保留留杂杂质质同同时时被被洗洗脱脱下下来来；当当用用较较弱弱的的溶溶剂剂洗洗脱脱，富富集集的体积较大，但含较少的杂质。的体积较大，但含较少的杂质。为为了了提提高高分分析析物物的的浓浓度度或或为为以以后后的的分分析析调调整整溶溶剂剂性性质质，如如可可以以把把收集到的分析物用氮气吹干，再溶于小体积适当的溶剂中。收集到的分析物用氮气吹干，再溶于小体积适当的溶剂中。为为了了选选择择合合适适的的洗洗脱脱剂剂强强度度和和体体积积，可可通通过过条条件件实实验验确确定定，如如加加试试样样于于SPE 柱柱上上后后，改改变变洗洗脱脱剂剂的的强强度度和和洗洗脱脱液液的的体体积积分分别别洗洗脱脱，测测定定分分析析物物的的回回收收率率，在在保保持持有有较较高高回回收收率率的的前前题题下下确确定定最佳洗脱剂的组成和最佳洗脱体积。最佳洗脱剂的组成和最佳洗脱体积。(4)洗脱洗脱(Elution)-分析物的洗脱和收集洗脱：分析物的洗脱和收集洗脱：（五）（五）吸附剂类型吸附剂类型 根据官能团的特性，固相吸附剂被分类为根据官能团的特性，固相吸附剂被分类为6大种类。大种类。v正相吸附剂（活性碳、石墨碳等）正相吸附剂（活性碳、石墨碳等）v非极性相（非极性相（SDB、C18等）等）v极性相（硅胶、极性相（硅胶、FL等）等）v离子交换相（离子交换相（SAX、SCX等）等）v混合、积层相（混合、积层相（SAXPSA等）等）v特殊结合相（特殊结合相（PA等）等）要让固相萃取得以成功，必须根据目的物质的特性（有无疏水要让固相萃取得以成功，必须根据目的物质的特性（有无疏水性构造、有无性构造、有无-OH、-COOH、N等极性官能团、离子性官能团等极性官能团、离子性官能团等）以及基体的特性来选择相应合适的固相。另外，对于一般等）以及基体的特性来选择相应合适的固相。另外，对于一般常用的无极性相，不同固相下其选择性也会有所不同，因此必常用的无极性相，不同固相下其选择性也会有所不同，因此必须选择其中最为合适的固相。须选择其中最为合适的固相。（五）（五）吸附剂类型吸附剂类型 根据官能团的特性，固相吸附剂被分类为根据官能团的特性，固相吸附剂被分类为6大大（五）吸附剂类型（五）吸附剂类型1、正相固定相、正相固定相2、反相固定相、反相固定相3、离子交换剂、离子交换剂4、混合模式固定相、混合模式固定相5、商品柱举例、商品柱举例（五）吸附剂类型（五）吸附剂类型1、正相固定相、正相固定相吸附剂类型吸附剂类型非极性相非极性相C18OctadecylC2EthylCHCyclohexylPHPhenyl极性固定相极性固定相CNCyanopropyl2OHDiolNH2AminopropylSISilica离子交换固定相离子交换固定相SCXStrong cation exchangerCBA Weak cation exchangerSAXStrong anion exchangerNH2Weak anion exchanger特殊固定相特殊固定相PBA 柱柱 键合键合苯硼酸苯硼酸CERTIFY柱柱 C8和苯磺酸（和苯磺酸（SCX）ENVIRELUT柱柱ACCUCAT柱柱 SCX/SAX混合混合Increasing polarity吸附剂类型非极性相吸附剂类型非极性相C18OctadecylC2EthylCH键合型填料键合型填料常用的键合硅胶固定相固定相固定相固定相固定相简简称称称称极性极性极性极性应应用用用用辛辛烷基基C8非极性非极性反相反相十八十八烷基基C18(ODS)非极性非极性反相反相乙基乙基C2弱极性弱极性反相反相环己基己基CH弱极性弱极性反相反相苯基苯基PH弱极性弱极性反相反相氰丙基丙基CN极性极性正相正相二醇基二醇基Diol(2OH)极性极性正相正相硅胶硅胶Si（OH）极性极性正相正相氨丙基氨丙基NH2极性极性弱阴离子交弱阴离子交换三甲基胺丙基三甲基胺丙基SAX极性极性强强阴离子交阴离子交换乙基乙基羧酸酸CBA极性极性弱阳离子交弱阳离子交换丙基苯基磺酸丙基苯基磺酸SCX极性极性强强阳离子交阳离子交换键合型填料常用的键合硅胶固定相固定相简称极性应用辛烷基键合型填料常用的键合硅胶固定相固定相简称极性应用辛烷基C8非非1、正相固定相、正相固定相 原理：原理：保留取决于分析物的极性官能团与吸附剂表面的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。极性官能团之间的相互作用。条件：条件：用比样品本身更极性的溶剂洗脱吸附的分析物质。用比样品本身更极性的溶剂洗脱吸附的分析物质。流动相：非极性、中等极性；固定相：极性；分析物质：流动相：非极性、中等极性；固定相：极性；分析物质：极性、中等极性、非极性极性、中等极性、非极性极性官能团键合硅胶：极性官能团键合硅胶：LC-CN，LC-NH2，LC-Diol极性吸附物质：极性吸附物质：硅胶硅胶,Florisil，ENVI-Florisil，Alumina1、正相固定相、正相固定相 原理：保留取决于分析物的极性官能团与吸附剂表原理：保留取决于分析物的极性官能团与吸附剂表硅胶性质特点硅胶性质特点 在在SPE法中最常用的吸附剂是硅胶或键合相的硅胶法中最常用的吸附剂是硅胶或键合相的硅胶即在硅胶表面的硅醇基团上键合不同的有机基团，如即在硅胶表面的硅醇基团上键合不同的有机基团，如烷基链或其它官能团，如烷基链或其它官能团，如-OH、-C6H5、-NH2、-CN等。等。实际上吸附剂角色是由这些新接上的含官能基碳链来实际上吸附剂角色是由这些新接上的含官能基碳链来完成。完成。以硅胶为基质的吸附剂主要有以下优点：以硅胶为基质的吸附剂主要有以下优点：粒径（粒径（e.g.40m)、孔径（、孔径（e.g.60A）、表面积）、表面积（600m2/g)、键合量易控制；机械强度高；化学性质稳、键合量易控制；机械强度高；化学性质稳定；适应性广；可使用的溶剂种类多。定；适应性广；可使用的溶剂种类多。硅胶性质特点硅胶性质特点 在在SPE法中最常用的吸附剂是硅胶或法中最常用的吸附剂是硅胶或硅胶表面的官能团硅胶表面的官能团SiSiOH OHFree silanolAdsorbed waterSiloxane bridge(dehydrated silanol)Geminal silanolSi OH2O OOHSi OHBound and reactive silanolsSiSi OSi OHH硅胶表面的官能团硅胶表面的官能团SiSiOH OHFree sila2、反相固定相、反相固定相v LC-18、LC-8：标准的单键合硅胶：标准的单键合硅胶vENVI-18、ENVI-8：聚合键合类填料：聚合键合类填料vENVI-Chrom P：苯乙烯：疏水：苯乙烯：疏水 vENVI-Carb：含碳：含碳 SPE分离方式称为反相分离方式称为反相BPC。最适用于极性基质中萃取。最适用于极性基质中萃取非极性化合物。非极性化合物。当样品溶液通过萃取柱时，杂质不被保留，直接通过当样品溶液通过萃取柱时，杂质不被保留，直接通过柱子除去，只有分析物保留在柱上，只要选用一种合适柱子除去，只有分析物保留在柱上，只要选用一种合适的洗脱溶剂既可将其从柱上洗下。的洗脱溶剂既可将其从柱上洗下。2、反相固定相、反相固定相 LC-18、LC-8：标准的单键合硅胶：标准的单键合硅胶3、硅胶键合离子交换剂、硅胶键合离子交换剂v填充剂为硅胶基质的离子交换官能团有：季胺、氨填充剂为硅胶基质的离子交换官能团有：季胺、氨基、二氨基、苯磺酸基、羧基等。基、二氨基、苯磺酸基、羧基等。v此外常用的还有聚合物，如苯乙烯此外常用的还有聚合物，如苯乙烯-而乙烯苯共聚物而乙烯苯共聚物XAD-2及及PRP-1等。相对于键合相填料，聚合物可等。相对于键合相填料，聚合物可适用于全部适用于全部pH范围，因而应用广泛。范围，因而应用广泛。v 对于酸性化合物，如有机酸、无机阴离子、酸性蛋对于酸性化合物，如有机酸、无机阴离子、酸性蛋白等，一般采用阴离子交换白等，一般采用阴离子交换SPE柱；柱；v 对于碱性化合物，如有机胺、金属离子、儿茶酚胺对于碱性化合物，如有机胺、金属离子、儿茶酚胺和碱性蛋白等，采用阳离子交换和碱性蛋白等，采用阳离子交换SPE柱。柱。3、硅胶键合离子交换剂填充剂为硅胶基质的离子交换官能团有：季、硅胶键合离子交换剂填充剂为硅胶基质的离子交换官能团有：季目的物质目的物质TnertSep构构 造造对象化合物对象化合物弱离子弱离子强离子强离子酸性物质酸性物质阴离阴离子交子交换换 MA-1 3级胺级胺-CH2-N(R)MA-2 2级胺级胺-CH2-N(R)NH2 胺丙基胺丙基-CH2 CH2 CH2 NH2 PSA 1级级 2级级胺胺-CH2 CH2 CH2 NHCH2 CH2 NH2 SAX 三甲胺三甲胺丙基丙基-CH2 CH2 CH2 N+(CH3)3Cl-碱性物质碱性物质阳离阳离子交子交换换 MC-1 磺酸磺酸-CH2-SO3H MC-2 羧酸羧酸-CH2-COOH CBA 乙基羧乙基羧酸酸-CH2 CH2 COOH PRS 丙基磺丙基磺酸酸-CH2 CH2 CH2 SO3-Na+SCX 苯磺酸苯磺酸-CH2 CH2 C6 H4 SO3-H+目的物质目的物质TnertSep构构 造对象化合物弱离子强离子酸性物质造对象化合物弱离子强离子酸性物质SCXPRSCBASAXPSANH2Strong anionStrong anion,pKa 1Weak anion,pKa 4.8Strong cationWeak cation,pKa 10.9,10.1Weak cation,pKa 9.8NHCH2CH2NH20.7meq/g0.3meq/gpH-sensitive0.8meq/gpH-sensitivepH-sensitiveSO3-SO3-NH2N+Me3CO2H硅胶硅胶键合离子交合离子交换剂 Weak or Strong Acids/BasesSCXStrong anionNHCH2CH2NH20.7m4、混合模式固定相、混合模式固定相4、混合模式固定相、混合模式固定相5、固定相与分析物作用、固定相与分析物作用5、固定相与分析物作用、固定相与分析物作用（1）极性固定相与分析物作用）极性固定相与分析物作用（1）极性固定相与分析物作用）极性固定相与分析物作用固相萃取技术课件固相萃取技术课件（2）非极性固定相与）非极性固定相与分析物分析物作用作用（2）非极性固定相与分析物作用）非极性固定相与分析物作用（3）离子交换剂与分析物作用）离子交换剂与分析物作用（3）离子交换剂与分析物作用）离子交换剂与分析物作用固相萃取技术课件固相萃取技术课件（4）基质对分离机制的影响）基质对分离机制的影响NH3+NH2NH2CompoundSuggestedmechanismNon-polarPolarIon exchangeMatrix typeSaline solutionOlive oilDrinking water（4）基质对分离机制的影响）基质对分离机制的影响NH3+NH2NH2Compoun6、商品柱举例、商品柱举例Bond Elut PBA 固相萃取柱固相萃取柱v生产商：生产商：Varian Inc.v 硅胶基质：硅胶基质：40 m 或或 120 m不规则形状，酸洗处理，平均孔不规则形状，酸洗处理，平均孔径径60 埃埃;v键合相：苯硼酸键合相：苯硼酸;端基未封闭；端基未封闭；v典型载碳量：典型载碳量：7.9；v主要保留机理：通过二醇基与分析物之间的共价作用力主要保留机理：通过二醇基与分析物之间的共价作用力；v应用样品类型：水样，生物体液样品应用样品类型：水样，生物体液样品 vPBA是一种独特的吸附剂，它由苯硼酸在硅胶表面形成共价键，是一种独特的吸附剂，它由苯硼酸在硅胶表面形成共价键，由于共价键的作用力与其它作用机理的作用力相比要高由于共价键的作用力与其它作用机理的作用力相比要高10100倍，化合物可以更紧密的结合在吸附剂表面，从而得到彻倍，化合物可以更紧密的结合在吸附剂表面，从而得到彻底地净化。硼基对于包含二醇基团的化合物例如儿茶酚、核酸、底地净化。硼基对于包含二醇基团的化合物例如儿茶酚、核酸、小分子量蛋白和糖类等具有很强的特异性。当分析物的官能团小分子量蛋白和糖类等具有很强的特异性。当分析物的官能团共面时，共面时，通常会被很强地保留。通常会被很强地保留。6、商品柱举例、商品柱举例Bond Elut PBA 固相萃取柱生产商固相萃取柱生产商Bond Elut Certify SPE柱柱v生产商：生产商：Varian Inc.v硅胶基体：硅胶基体：40m 或者或者120um不规则形，酸洗处理，不规则形，酸洗处理，60埃平均孔径埃平均孔径 v键合相：混合模式，键合相：混合模式，辛基（辛基（辛基（辛基（C8C8）和苯磺酸）和苯磺酸）和苯磺酸）和苯磺酸（SCX）v端基封闭：否端基封闭：否 v典型载碳量：典型载碳量：9.0%v主要保留机理：双重模式，非极性和强阳离子交换主要保留机理：双重模式，非极性和强阳离子交换 v应用样品类型：尿，生物体液样品应用样品类型：尿，生物体液样品 Bond Elut Certify SPE柱生产商：柱生产商：VarEnvirElutv产品名称：产品名称：EnvirElut 杀虫剂杀虫剂,除草剂除草剂 和多环芳烃分析和多环芳烃分析SPE柱柱v型号规格：型号规格：1g/3ml，50只只/包包 v生产商：生产商：Varian Inc.v产品简介：产品简介：高纯度和大容量的高纯度和大容量的EnvirElut吸附剂，使其特别适用吸附剂，使其特别适用于从大体积水样基质中提取多种性质的有机化合物。于从大体积水样基质中提取多种性质的有机化合物。EnvirElut在售出之前，都将严格地测试其从水质样品中对所提取的环境在售出之前，都将严格地测试其从水质样品中对所提取的环境污染物的保留能力。污染物的保留能力。EnvirElut吸附相被直接填充到吸附相被直接填充到Bond Elut直直筒柱中，专门用于环境分析，筒柱中，专门用于环境分析，EnvirElut 除草剂、多环芳烃、除草剂、多环芳烃、杀虫剂杀虫剂,和苯酚和苯酚SPE 柱，可以用在常规的柱，可以用在常规的Vac Elut固相萃取真空固相萃取真空装置中装置中 EnvirElut产品名称：产品名称：EnvirElut 杀虫剂杀虫剂,（六）固相萃取条件选择（六）固相萃取条件选择1、SPE柱子类型的选择柱子类型的选择2、溶剂的选择、溶剂的选择3、柱子尺寸与容量选择、柱子尺寸与容量选择3、样品、样品 pH对吸附性影响对吸附性影响4、样品体积对吸附性能影响、样品体积对吸附性能影响（六）固相萃取条件选择（六）固相萃取条件选择1、SPE柱子类型的选择柱子类型的选择1、SPE柱子类型的选择柱子类型的选择1、SPE柱子类型的选择柱子类型的选择固相萃取吸附剂的选择原则固相萃取吸附剂的选择原则固相萃取吸附剂的选择原则固相萃取吸附剂的选择原则不同不同SPE吸附剂与分析物之间的相互作用力吸附剂与分析物之间的相互作用力不同不同SPE吸附剂与分析物之间的相互作用力吸附剂与分析物之间的相互作用力反相反相SPE萃取剂包括键合硅胶萃取剂（萃取剂包括键合硅胶萃取剂（C18，C8，C2，苯基，环，苯基，环己基）和己基）和PS-DVB的聚合大孔树脂萃取剂通过范德华力与分析物作的聚合大孔树脂萃取剂通过范德华力与分析物作用，非离子型的水溶性化合物可以保留在反相用，非离子型的水溶性化合物可以保留在反相SPE萃取剂上，但萃取剂上，但甲醇溶液中此类化合物不能被吸附。甲醇溶液中此类化合物不能被吸附。正相萃取剂像氰基，硅胶，氧化铝，正相萃取剂像氰基，硅胶，氧化铝，Florisil是通过偶极力是通过偶极力-偶极力偶极力作用力吸附分析物，二醇基、氨基则是通过氢键作用力使分析物作用力吸附分析物，二醇基、氨基则是通过氢键作用力使分析物保留于吸附剂上。溶于正己烷的极性分析物能很好的被正相保留于吸附剂上。溶于正己烷的极性分析物能很好的被正相SPE萃取剂保留。萃取剂保留。离子交换离子交换SPE萃取剂是通过静电作用保留分析物的。萃取剂是通过静电作用保留分析物的。石墨炭黑石墨炭黑SPE萃取剂则存在多种作用力包括范德华力、静电作用萃取剂则存在多种作用力包括范德华力、静电作用力等。力等。不同不同SPE吸附剂与分析物之间的相互作用力吸附剂与分析物之间的相互作用力反相反相SPE萃取剂包括键合硅胶萃取剂（萃取剂包括键合硅胶萃取剂（C18，C8，C2，苯基，苯基2、柱子尺寸与容量选择、柱子尺寸与容量选择固相的填充剂量与保持容量（固相的填充剂量与保持容量（capacity）必须选择与基体及目的物）必须选择与基体及目的物质负载量相适合的填充剂量及尺寸。一般来说，小柱类型的总保留质负载量相适合的填充剂量及尺寸。一般来说，小柱类型的总保留量（包括夹杂物在内）应该控制在固相填充量的最大量（包括夹杂物在内）应该控制在固相填充量的最大5%以下。应以下。应选择合适的尺寸，以确保不至于超过规定量。选择合适的尺寸，以确保不至于超过规定量。2、柱子尺寸与容量选择固相的填充剂量与保持容量（、柱子尺寸与容量选择固相的填充剂量与保持容量（capaci分离机制分离机制典型的弱溶剂典型的弱溶剂（保留条件）（保留条件）典型的强溶剂典型的强溶剂（洗脱条件）（洗脱条件）反相反相SPESPE缓冲液或低浓度的甲缓冲液或低浓度的甲醇或乙腈醇或乙腈乙腈、甲醇或溶剂与水乙腈、甲醇或溶剂与水的混合物的混合物正相正相SPESPE正己烷、甲苯等正己烷、甲苯等二氯甲烷、甲醇等二氯甲烷、甲醇等阳离子交换阳离子交换SPESPE低离子强度缓冲液低离子强度缓冲液(0.1mol/L)(0.1mol/L)高离子强度缓冲液高离子强度缓冲液（0.1mol/L)0.1mol/L)低反离子强度低反离子强度高反离子强度高反离子强度阴性离子交换阴性离子交换SPESPE低离子强度缓冲液低离子强度缓冲液（0.1mol/L)0.1mol/L)(0.1mol/L)3.溶剂的选择溶剂的选择分离机制典型的弱溶剂典型的强溶剂反相分离机制典型的弱溶剂典型的强溶剂反相SPE缓冲液或低浓度的甲缓冲液或低浓度的甲Monomethyl(MMP),Monoethyl (MEP),Mono-n-propyl(MPRP),Mono-n-butyl(MBP),Mono-n-pentyl(MPEP),Mono-n-octyl(MOP)Phthalates（邻苯二甲酸盐酯）（邻苯二甲酸盐酯）4、样品、样品 pH对吸附性影响对吸附性影响If a compound is ionizable,the extraction will be pH dependent.Monomethyl(MMP),Monoethyl 5、离子强度对吸附特性的影响、离子强度对吸附特性的影响Effect of the solution ionic strength on the adsorption.(initial LOM concentration=2 mmol L-1;pH=6;temperature=25 oC).5、离子强度对吸附特性的影响、离子强度对吸附特性的影响Effect of the soBreakthrough volume as the point at which 1%of the sample concentration at the entrance of the sorbent bed is detected at the outlet of the sorbent bed.The type and quantity of sorbent,hydrophobicity and ionizability of the analytes,and sample volume and pH interactively determine the breakthrough volume.The breakthrough volume for a specific mass of sorbent can be established by either loading variable-volume samples of constant concentration or variable-volume samples of variable concentration,in which case the latter comprises a constant molar amount loaded。Alternatively,methods exist for predicting the breakthrough volume.6、样品体积对吸附性能影响、样品体积对吸附性能影响Breakthrough volume as the poi提高提高SPE重现性的方法重现性的方法从从SPE的的操操作作步步骤骤可可以以看看出出，SPE的的重重现现性性受受多多个个因因素素的的影影响响，除除了了优优化化实实验验条条件件外外，提提高高重重现现性性的的方方法法还可以还可以（1）使用替代物，加入适当的替代物做参比；）使用替代物，加入适当的替代物做参比；（2）加入样品量适当，不超出穿透量和穿透体积；）加入样品量适当，不超出穿透量和穿透体积；（3）选选择择合合适适的的洗洗涤涤液液和和洗洗脱脱液液，确确保保分分析析物物在在操操作作中不流失。中不流失。提高提高SPE重现性的方法从重现性的方法从SPE的操作步骤可以看出，的操作步骤可以看出，SPE的重的重（七）高选择性固相萃取技术（七）高选择性固相萃取技术（七）高选择性固相萃取技术（七）高选择性固相萃取技术钥钥匙匙分分子子与与锁锁体物质混合体物质混合除去分子钥匙，形成含有钥匙分除去分子钥匙，形成含有钥匙分子结合位点和孔穴的印迹聚合物，子结合位点和孔穴的印迹聚合物，可以重新识别印迹分子可以重新识别印迹分子建立含钥匙的聚建立含钥匙的聚合物，相互作用合物，相互作用分子印迹技术（分子印迹技术（Molecular Imprinting Technique,MIT）就是仿照抗体的形成机理，在模板分子周围形成一个高度交联的刚就是仿照抗体的形成机理，在模板分子周围形成一个高度交联的刚性高分子，除去模板分子后在聚合物的网络结构中留下具有结合能性高分子，除去模板分子后在聚合物的网络结构中留下具有结合能力的反应基团，对模板客体分子表现高度的选择性识别性能。力的反应基团，对模板客体分子表现高度的选择性识别性能。1、分子印迹固相萃取技术、分子印迹固相萃取技术什么是分子印迹？什么是分子印迹？钥匙分子与锁体物质混合除去分子钥匙，形成含有钥匙分子结合位点钥匙分子与锁体物质混合除去分子钥匙，形成含有钥匙分子结合位点 预定性预定性(predetermination)决定了人们可以根据不同的目的制备不同的决定了人们可以根据不同的目的制备不同的MIPs，以满足各种不同的需要以满足各种不同的需要；识别性识别性(recognition)因为因为MIPs是根据模板分子量身定做的，是根据模板分子量身定做的，它具有特殊的分子结构和官能团，能选择性地识别模板分子它具有特殊的分子结构和官能团，能选择性地识别模板分子；实用性实用性(practicability)与天然的生物分子识别系统相比，与天然的生物分子识别系统相比，具有抗恶劣环境、稳定性高、使用寿命长和制备过程简单等特点。具有抗恶劣环境、稳定性高、使用寿命长和制备过程简单等特点。分子印迹技术的特点分子印迹技术的特点 预定性预定性(predetermination)分子印迹技术的分子印迹技术的分子印迹技术起源与发展40年年代代，Pauling试试图图用用锁锁匙匙理理论论解解释释免免疫疫体体系系。引引出出分分子子印印迹迹技术。技术。1949年，年，Dickey首先提出了首先提出了“分子印迹分子印迹”这一概念。这一概念。1972年，年，Wulff小组报道了人工合成的有机分子印迹聚合物。小组报道了人工合成的有机分子印迹聚合物。1977年，德国的年，德国的Wulff小组创立预组装方式。小组创立预组装方式。1984年，瑞典的年，瑞典的Mosbach将模板与功能单体之间的非共价键引入将模板与功能单体之间的非共价键引入MIPs，创立自组织方式（非共价印迹方法）。，创立自组织方式（非共价印迹方法）。1995年，英国的年，英国的Whitcombe等建立牺牲空间印迹方法。等建立牺牲空间印迹方法。1997年，在瑞典的年，在瑞典的Lund大学成立了国际性的分子印迹学会大学成立了国际性的分子印迹学会(Society for Molecular Imprinting,SMI)。分子印迹技术起源与发展分子印迹技术起源与发展40年代，年代，Pauling试图用锁匙理论试图用锁匙理论分子印迹技分子印迹技术的基本理的基本理论和原理和原理分子印迹聚合物（分子印迹聚合物（MIPs）的制备过程）的制备过程分子印迹技术的基本理论和原理分子印迹聚合物（分子印迹技术的基本理论和原理分子印迹聚合物（MIPs）的制备）的制备分子印迹方法与作用机理分子印迹方法与作用机理分子印迹方法与作用机理非共价键型和共价键型分子印迹聚合物的制备非共价键型和共价键型分子印迹聚合物的制备非共价键型和共价键型分子印迹聚合物的制备非共价键型和共价键型分子印迹聚合物的制备(1)具有适当的刚性具有适当的刚性,聚合物在脱去模板分子后仍能保持空聚合物在脱去模板分子后仍能保持空穴原来的形状和大小。穴原来的形状和大小。(2)具有一定的柔性具有一定的柔性,使底物与空穴的结合能快速达到平衡。使底物与空穴的结合能快速达到平衡。柔性对于分子印迹聚合物模拟酶来说尤其具有重柔性对于分子印迹聚合物模拟酶来说尤其具有重要意义。要意义。(3)具有一定的机械稳定性具有一定的机械稳定性,这一点对于高效液相色谱这一点对于高效液相色谱(HPLC)尤为重要。尤为重要。(4)具有热稳定性具有热稳定性,使其能在较高温度环境下使用使其能在较高温度环境下使用,因为对于因为对于一般的反应来说一般的反应来说,温度较高使动力学上更有利。温度较高使动力学上更有利。理想的分子印迹吸附剂应具备的性质理想的分子印迹吸附剂应具备的性质(1)具有适当的刚性具有适当的刚性,聚合物在脱去模板分子后仍能保持空穴原聚合物在脱去模板分子后仍能保持空穴原分子印迹吸附剂的制备方法制备分子印迹聚合物原材料：制备分子印迹聚合物原材料：模板分子：功能单体：交联剂模板分子：功能单体：交联剂（1:4:20）溶剂或分散剂、溶剂或分散剂、引发剂引发剂分子印迹吸附剂的制备方法制备分子印迹聚合物原材料：分子印迹吸附剂的制备方法制备分子印迹聚合物原材料：固相萃取技术课件固相萃取技术课件交联剂交联剂交联剂聚合反应溶剂聚合反应溶剂v非共价型非共价型M IP s 中中,反应溶剂起着致孔剂的作用，对印迹分反应溶剂起着致孔剂的作用，对印迹分子等应具有较高的溶解性子等应具有较高的溶解性,能促进印迹分子与功能分子间的能促进印迹分子与功能分子间的相互作用相互作用,至少不干扰这种效应。至少不干扰这种效应。v在极性溶剂中在极性溶剂中,印迹分子主要靠疏水作用与功能单体结合。印迹分子主要靠疏水作用与功能单体结合。v在非极性溶剂中则主要靠氢键等作用与功能单体结合。尽可在非极性溶剂中则主要靠氢键等作用与功能单体结合。尽可能采用介电常数低的溶剂能采用介电常数低的溶剂,如甲苯、氯仿、二氯甲烷等。如甲苯、氯仿、二氯甲烷等。v为避免溶胀发生为避免溶胀发生,吸附中所用的溶剂最好与聚合反应溶剂一吸附中所用的溶剂最好与聚合反应溶剂一致致聚合反应溶剂非共价型聚合反应溶剂非共价型M IP s 中中,反应溶剂起着致孔剂的反应溶剂起着致孔剂的引发剂v偶氮二异丁腈偶氮二异丁腈(A IBN)或偶氮二或偶氮二(2,42二甲基二甲基)戊腈戊腈(ABDV)、2,2-偶氮双偶氮双(N,N-二甲基二甲基-异丁基脒异丁基脒)v在加热或在加热或UV 照射下引发照射下引发。引发剂偶氮二异丁腈引发剂偶氮二异丁腈(A IBN)或偶氮二或偶氮二(2,42二甲二甲分子印迹聚合物的制备方法：本体聚合本体聚合(Bulk Polymerization)原位聚合原位聚合(In Situ Polymerization)悬浮聚合法悬浮聚合法(suspension polymerization)多步溶胀聚合法多步溶胀聚合法(multi-step swelling polymerization)沉淀聚合法沉淀聚合法(precipitation polymerization)表面印迹聚合法表面印迹聚合法(surface-imprinting polymerization)牺牲空间印迹法牺牲空间印迹法分子印迹聚合物的制备方法：分子印迹聚合物的制备方法：本体聚合本体聚合(Bulk Poly本体聚合本体聚合本体聚合原位聚合法氧氟沙星氧氟沙星甲苯甲苯十二醇十二醇MAA/HEMAEDMAAIBN超声超声溶解溶解水浴加热水浴加热60充充N224h30 超声超声原位聚合法氧氟沙星超声溶解水浴加热原位聚合法氧氟沙星超声溶解水浴加热60充充N224h30 多步溶胀聚合法多步溶胀聚合法多步溶胀聚合法悬浮聚合法v常用的分散剂是全氟烷烃液体，常用的分散剂是全氟烷烃液体，v以叔丁基氧羰基以叔丁基氧羰基L苯丙胺酸为模板分子苯丙胺酸为模板分子v聚氧乙烯基高分子乳化剂聚氧乙烯基高分子乳化剂v光引发聚合光引发聚合。悬浮聚合法常用的分散剂是全氟烷烃液体，悬浮聚合法常用的分散剂是全氟烷烃液体，固定模板技术制备固定模板技术制备7-7-氯乙基茶碱分子印迹聚合物氯乙基茶碱分子印迹聚合物用乙酸酐与硅胶表面剩余的氨基反应用乙酸酐与硅胶表面剩余的氨基反应用用EGDMA与与MAA摩尔比为摩尔比为82:18的混的混合液充分溶胀，通氮气除氧，在合液充分溶胀，通氮气除氧，在55条件下聚合条件下聚合24小时小时研磨，用研磨，用HF腐蚀除去硅胶基质；甲醇腐蚀除去硅胶基质；甲醇和乙酸混合溶液和乙酸混合溶液(v:v=10:1)抽提模板分抽提模板分子，真空干燥。子，真空干燥。MIP-Si用乙酸酐与硅胶用乙酸酐与硅胶表面氨基反应表面氨基反应NMIP-Si表表面面印印迹迹方方法法固定模板技术制备固定模板技术制备7-氯乙基茶碱分子印迹聚合物用乙酸酐与硅胶表氯乙基茶碱分子印迹聚合物用乙酸酐与硅胶表牺牲空间印迹法EBP：44-亚乙基二苯酚亚乙基二苯酚BTEB：双：双(三甲氧基硅乙基苯三甲氧基硅乙基苯)牺牲空间印迹法牺牲空间印迹法EBP：44-亚乙基二苯酚亚乙基二苯酚Add monomersand AIBNPolymerize at 60Dissolve silica gel in HF利用硅胶颗粒为模板制备多孔聚合物利用硅胶颗粒为模板制备多孔聚合物 Stacy A.Johnson,Patricia J.Ollivier,Thomas E.Mallouk,Science,1999,283,963-965Add monomersPolymerize at 60DTRIM：三甲氧基丙烷三甲基丙烯酸酯三甲氧基丙烷三甲基丙烯酸酯分子印迹聚合物膜制备方法分子印迹聚合物膜制备方法TRIM：三甲氧基丙烷三甲基丙烯酸酯分子印迹聚合物膜制备方法：三甲氧基丙烷三甲基丙烯酸酯分子印迹聚合物膜制备方法分子印迹聚合物的分子印迹聚合物的应用及展望用及展望 液相色谱液相色谱 毛细管电泳和电色谱毛细管电泳和电色谱 固相萃取固相萃取 化学仿生传感器化学仿生传感器 化学模拟酶催化化学模拟酶催化 免疫分析免疫分析 膜分离膜分离 分子印迹聚合物的应用及展望分子印迹聚合物的应用及展望 液相色谱液相色谱 固相萃取技术课件固相萃取技术课件 如何从分子水平上去更好地理解分子印迹过程如何从分子水平上去更好地理解分子印迹过程和识别过程。和识别过程。目前使用的功能单体、交联剂和聚合方法都有目前使用的功能单体、交联剂和聚合方法都有一定的局限性。一定的局限性。如何能在水溶液或极性溶剂中进行分子印迹和如何能在水溶液或极性溶剂中进行分子印迹和识别仍是一大难题。识别仍是一大难题。目前能用于分子印迹的大多是小分子，而象肽、目前能用于分子印迹的大多是小分子，而象肽、酶、蛋白质等生物大分子报道较少。酶、蛋白质等生物大分子报道较少。分子印迹技术目前存在的问题分子印迹技术目前存在的问题 如何从分子水平上去更好地理解分子印迹过程和识别过程。分如何从分子水平上去更好地理解分子印迹过程和识别过程。分分子印迹聚合物的研究展望分子印迹技术的发展趋势可能有如下几个方面：分子印迹技术的发展趋势可能有如下几个方面：分子印迹和识别过程的机理向完全定量描述发展分子印迹和识别过程的机理向完全定量描述发展 根据不同的应用目的选择和优化原料配比和聚合条根据不同的应用目的选择和优化原料配比和聚合条件件 消除模板分子的泄露，实现消除模板分子的泄露，实现batch-to-batch良好重现良好重现性性 将分子印迹和识别过程从有机相转向水相将分子印迹和识别过程从有机相转向水相 将将MIPs作为手性分离和色谱固定相商业化作为手性分离和色谱固定相商业化分子印迹聚合物的研究展望分子印迹技术的发展趋势可能有如下几个分子印迹聚合物的研究展望分子印迹技术的发展趋势可能有如下几个