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问题一:
固相萃取(SPE)柱主要应用在哪些领域?
回答
SPE柱的主要应用领域:食品安全检测、环境监测、药物代谢、毒物分析、毒品分析等领域。
实际上,SPE柱在药品方面(代谢)是很有优势的。不过国内做的较少,本人总结原因如下:分析者认为成本比较高;某些药物是仿制的,不进行药物代谢分析。不过,SPE柱用于药物代谢在国内只是时间的问题,药物生产厂家在这方面应预先积攒经验。
 
问题二:
固相萃取柱的局限是什么?
回答:
固相萃取的方法依赖性较大。比如您进行A项目时的方法不能用于B项目。每一个具体的项目都需要重新建立方法。另外固相萃取方法的建立涉及到目标化合物性质、基质性质、提取溶液、样品溶剂、淋洗液、洗脱液等均需要考虑,涉及的知识面比较广,很多分析工作者限于知识面,在开发方法时困难重重。
 
问题三:
固相萃取技术常见术语?
回答:
目标化合物(Aimed Compounds):想要从复杂的样品基质中分离出来的化合物;
基质(Matrix):目标化合物所处的样品环境,基质中通常含有大量干扰物;
干扰物(Interferential Compounds):影响目标化合物分析或能够对分析仪器造成损害的化合物,通常是对基质中除目标化合物以外所有化合物的统称;
吸附剂(Sorbent):固相萃取柱中的填充物,能够从样品溶液中选择性地萃取某些化合物;
吸附容量(Capacity):在特定条件下,一定质量吸附剂能够保留的化合物(包括目标化合物和部分干扰物)的总质量;
选择性(Selectivity):吸附剂区别对待目标化合物和所有其它样品组分的能力,也就是保留目标化合物而排除其他组分的能力,高的选择性可以获得更佳的净化效果;
相互作用(Interaction):在特定的化学环境中,两种化学物质之间(比如目标化合物与吸附剂之间、目标化合物与溶剂分子之间)发生的吸引或排斥等作用力;
非极性相互作用(Non-Polar Interaction):目标化合物上的非极性官能团与非极性吸附剂之间的作用力,这种作用力在极性溶剂环境尤其是水环境中才能较好体现,因而也称疏水相互作用,比如水环境中,邻苯二甲酸酯类化合物与C18 之间的作用力;
极性相互作用(Polar Interaction):目标化合物上的极性官能团与吸附剂上的极性官能团之间的作用力,这种作用力在弱极性或非极性溶剂环境下才能较好的体现;
离子相互作用(Ion Interaction):离子型目标化合物上的离子官能团与吸附剂上带有相反电荷的官能团之间的库伦力;
次级相互作用(Secondary Interaction):对于反相硅胶键合吸附剂,颗粒表面残余的硅羟基会与极性化合物发生极性相互作用,并且部分硅羟基解离后会与碱性化合物发生离子相互作用,相对于非极性相互作用这些作用力处于次要地位,因而被称为次级相互作用。次级相互作用是反相硅胶吸附剂所不期望的,通常可以通过封端技术(Endcaping)加以消除;
活化(Activation):也称溶剂化,加入合适的溶剂使吸附剂上的官能团展开,并除去吸附剂上可能存在的干扰物,对于反相吸附剂常常用中等极性溶剂(比如甲醇),正相吸附剂常常用弱极性或非极性溶剂(比如己烷);
平衡(Equilibrium):除去活化溶剂为上样创造适宜的溶剂环境,所用溶剂通常与样品溶液的溶剂一致;对于离子交换柱,如果样品是碱性化合物平衡液中往往需要加入酸,如果样品为酸性化合物平衡液中往往需要加入碱;
保留(Retention):当样品溶液通过吸附剂,吸附剂与某些化合物的作用力超过后者与溶剂的作用力时,这些化合物就会被吸附剂固定,该过程称为保留;
淋洗(Washing):上样后,部分干扰物与目标化合物同时被保留,需要加入合适的溶液以最大可能地除去干扰物而不影响目标化合物的保留,通常情况下用上样时的样品溶剂淋洗不会影响回收率,但洗脱强度较大的溶剂能最大程度地去除干扰物,选择淋洗液时需要在回收率和净化效果间找到平衡点;
洗脱(Elution):让洗脱能力较强的溶剂通过吸附剂,打断吸附剂与被保留的化合物之间的作用力,使这些化合物随溶剂从吸附剂中流出;通常情况下,能刚好洗脱目标化合物的洗脱溶剂是最佳选择,此时洗掉的干扰物最少,选择洗脱液时也需要在回收率和净化效果间找到平衡点;
穿透(Breakthrough):吸附剂的保留能力较弱或化合物的质量超过吸附剂容量时,在上样过程部分或全部目标化合物未被保留即流出小柱的现象;该现象属于操作事故,应避免发生。
 
问题四:
洗脱速度对回收率有何的影响?
回答:
SPE操作过程中,上样和洗脱过程需要控制液体流速,因为上样时流速过快,会导致化合物保留不足,而洗脱过快会导致洗脱不足。
 
问题五:
SPE柱能否重复使用,重复使用对分析结果有何影响?
回答:
经历一次SPE操作后,会有很多干扰物残留于SPE柱中,并且还可能会造成交叉污染,因而我们不建议重复使用。
 
问题六:
亲水-亲脂平衡小柱有何优点?
回答:
亲水-亲脂平衡小柱填料基质是由亲脂性的二乙烯基苯与亲水性的吡咯烷酮按一定比例聚合而成,使小柱对极性化合物有一定的保留能力,并使填料保持水可润湿性防止柱床干涸,提高了结果稳定性;
知益科技推出的KB-SPE-HLB小柱对极性化合物和非极性化合物均有良好的保留,小柱可在全pH范围内使用,具有更高的稳定性,更高的吸附容量等特点。
 
问题七:
可以根据物质的结构来选取小柱么?
回答:
SPE是用来纯化样品的,所以结合目标化合物的化学性质以及主要干扰物的化学性质,选择出一款能够区别目标化合物和干扰物的小柱是成功的关键。化合物的结构是需要参考的一个重要方面。
 
问题八:
固相萃取过程中,如何选择合适的pH范围才能使目标物有效的保留在小柱上?
回答:
1 带有羧基和酚羟基的化合物用反相柱保留时(比如C18),需要抑制化合物离子基团的解离增大其在反相柱上的保留,一般是向样品溶液中加酸使pH值比基团的pKa低两个单位以上,羧基和酚羟基的pKa一般大于4.0,所以样品溶液的pH调到2.0或更低都能满足要求,所以加过量的酸就行了,一般用1%磷酸水溶液做样品溶液即可,甚至不需要用pH计调节;
2 带有可解离基团的化合物用离子交换柱保留时。对于弱酸,应选择阴离子交换柱,为了使目标化合物和吸附剂上的离子基团均带电荷需要调节pH值,pH值比羧基的的pKa高两个单位以上,99%以上的羧基解离,羧基以及酚羟基的pKa处于6以下,所以pH值只要大于9就能满足要求,吸附剂上的阳离子基团为季铵基团,该基团在任何pH值下均为解离态,所以样品溶液采用5%的氨水溶液即可满足两种离子基团完全解离,甚至不需要用pH计调节;对于弱碱(氨基化合物),应选择阳离子交换柱,为了使目标化合物和吸附剂上的离子基团均带电荷需要调节pH值,pH值比胺基的共轭酸的pKa低两个单位以上,99%以上的胺基结合质子呈阳离子态,胺基化合物共轭酸的pKa处于9以上,所以pH值只要小于7就能满足要求,吸附剂上的阴离子基团为磺酸基团,该基团在任何pH值下均为解离态,所以样品溶液采用1%磷酸或甲酸水溶液即可满足两种离子基团完全解离,甚至不需要用pH计调节。
 
问题九:
过SPE柱加洗脱剂前是否要将淋洗剂抽干?
回答:
只有在吸附剂保留目标物的模式下,并且是反相保留时才会抽干。下面是详解:
1. 淋洗液不能进入洗脱液吗?答案是:淋洗液当然可以进入洗脱液,要知道淋洗液的作用在于洗掉保留弱于目标化合物的干扰物,它本身是过量的,淋洗后柱床中残余的淋洗液中已不含有前面提到的干扰物了(能洗掉的东西早就流下去了),那么紧接着洗脱液把淋洗液带下来有什么影响呢?
2. 有两种特殊情况下,淋洗液残留于柱床会有一些麻烦。其一,淋洗液与后面的洗脱液不互容,这样淋洗液就阻碍了洗脱液与吸附剂接触,使目标化合物不能充分被洗脱,比如分析水中的有机污染物,淋洗液用的是水或含少量甲醇的水溶液,而洗脱液用的却是甲基叔丁基醚甚至正己烷,后者与前者不互溶,洗脱受到影响,此时要先将柱床中的淋洗液抽干;其二,洗脱液需要被蒸干或吹干并重新定容,但淋洗液用的是水或甲醇水溶液,柱床中残余的水会和后面的洗脱液一起流出,水的极性和沸点都是很高的,难以被浓缩,此时也要先将柱床中的淋洗液抽干。
需要将小柱抽干的操作不会超出上述范围。

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