有哪些常见的固相萃取方法

有哪些常见的固相萃取方法

同时适用于非极性、极性和离子型目标物

常用吸附剂如HLB(亲水-亲脂平衡填料)

操作条件需兼顾多种作用力

适用场景:

复杂生物样品中多性质化合物的同时提取

环境样品中多种污染物的同步富集

食品中多种添加剂的联合检测

五、特殊固相萃取方法

1. 免疫亲和固相萃取

原理:

利用抗原-抗体的特异性结合原理,将抗体固定在固相载体上,选择性捕获目标化合物13

特点:

极高的选择性

适用于复杂基质中痕量目标物的富集

操作条件温和

应用:

食品中霉菌毒素的检测

生物样品中特定蛋白质的纯化

环境样品中特定污染物的提取

2. 分子印迹固相萃取

原理:

通过模板分子与功能单体在致孔溶剂中共价组装,形成具有特定识别位点的聚合物,可选择性吸附模板分子

特点:

类似抗体的高选择性

稳定性好,可重复使用

制备过程复杂

应用:

食品中特定危害物的检测

环境样品中目标污染物的富集

药物中特定杂质的去除

六、方法选择指南

方法类型适用化合物性质典型吸附剂洗脱条件主要应用领域正相极性化合物硅胶、氧化铝强极性溶剂(ε>0.6)农药残留、极性有机物反相非极性/弱极性C18、C8有机溶剂(甲醇、乙腈)药物分析、环境监测离子交换可电离化合物MCX、SAXpH调节的溶剂生物样品、水样混合模式多性质化合物HLB、PSA复合洗脱条件复杂基质分析免疫亲和特定目标物抗体固定相温和条件痕量分析分子印迹特定结构化合物印迹聚合物特定溶剂选择性富集

选择固相萃取方法时,需综合考虑目标物性质、样品基质和分析要求等因素。对于复杂样品,可考虑串联使用不同模式的SPE柱以获得最佳效果。

固相萃取(SPE)的方法可以根据其核心操作模式和目标进行分类。以下是几种常见且重要的固相萃取方法,它们适用于不同的样品和分析需求。

常见的固相萃取方法主要按其操作模式和选择性分为以下几类:

一、 基于保留机理的分类(最基础分类)

这是最经典、最基础的分类方法,根据分析物与吸附剂之间的主要相互作用力来划分。

1. 反相固相萃取(Reversed-Phase SPE)

机理:基于非极性相互作用(疏水作用)。分析物的非极性部分与吸附剂的非极性官能团在极性溶剂中结合。

吸附剂:C18(最经典)、C8、CN(氰基)、PH(苯基)、HLB(亲水-亲脂平衡,万能型)。

适用:从极性溶剂(主要是水、缓冲液)中萃取非极性至中等极性的化合物。这是应用最广泛的SPE模式。

典型应用:水样中的农药、多环芳烃(PAHs)、药物残留;血液中的药物;食品中的脂溶性成分。

2. 正相固相萃取(Normal-Phase SPE)

机理:基于极性相互作用(氢键、偶极-偶极、π-π相互作用)。

吸附剂:硅胶(Silica)、弗罗里硅土(Florisil)、氧化铝(Alumina)。

适用:从非极性有机溶剂(如己烷、二氯甲烷)中萃取极性的化合物。

典型应用:有机溶剂提取物(如食品、土壤)的净化;脂类样品中极性杂质或目标物的分离。

3. 离子交换固相萃取(Ion-Exchange SPE)

机理:基于静电相互作用。带电荷的分析物与带相反电荷的吸附剂通过库仑力结合。

吸附剂:

阳离子交换:SCX(强阳离子交换,磺酸基)、WCX(弱阳离子交换,羧酸基)。

阴离子交换:SAX(强阴离子交换,季铵基)、WAX(弱阴离子交换,氨基)。

适用:萃取可电离的化合物(如有机酸、有机碱、氨基酸、核苷酸)。

典型应用:血浆中的碱性药物(用SCX);水中的酸性农药或染料(用SAX)。

4. 混合模式固相萃取(Mixed-Mode SPE)

机理:同时结合两种及以上的保留机理,最常见的是反相 + 离子交换。

吸附剂:MCX(混合阳离子交换)、MAX(混合阴离子交换)。

适用:复杂基质(如生物体液、组织匀浆、食品)中可电离化合物的高选择性净化。

优势:选择性极高。可以通过调节pH,先用有机溶剂洗掉仅靠反相保留的杂质,再用pH调节的有机溶剂洗脱目标物,净化效果极好。

典型应用:尿液、血液中的毒品和药物检测;食品中抗生素残留的分析。

二、 基于操作模式的分类

1. 离线固相萃取(Off-Line SPE)

描述:SPE过程与后续的分析仪器(如HPLC、GC)是分离的、分步进行的。样品经过SPE处理后,收集洗脱液,可能经过浓缩、复溶等步骤,再手动进样到仪器中分析。

特点:

优点:灵活,无需特殊接口,一台SPE装置可处理大量样品,成本低。

缺点:自动化程度低,步骤多,容易引入人为误差。

应用:目前最常见的模式,适用于几乎所有实验室的常规分析。

2. 在线固相萃取(On-Line SPE)

描述:通过切换阀将SPE柱与分析色谱柱直接联用,实现全自动操作。样品被注入并富集在SPE柱上,净化后,通过阀切换,用流动相将目标物从SPE柱直接冲洗到分析柱上进行分离检测。

特点:

优点:全自动,重现性好,避免了人为误差和样品损失,灵敏度极高(可处理大体积样品)。

缺点:需要专门的接口和流路设计,仪器成本高,SPE柱通常只能使用一次。

应用:环境水样中痕量污染物(如农药、药物)的连续自动分析;生物分析中对灵敏度和通量要求极高的项目。

三、 基于选择性程度的分类

1. 选择性吸附剂(Selective Sorbents)

描述:上述的反相、正相、离子交换等都属于选择性吸附剂,它们对某一类性质的化合物有通用性的保留能力。

2. 特异性吸附剂(Specific Sorbents)

描述:基于分子识别原理,只对特定一种或一类化合物有极强的结合能力。

免疫亲和吸附剂:将抗体键合到填料上,只与对应的抗原(目标物)结合。选择性最高,如用于黄曲霉毒素检测的免疫亲和柱。

分子印迹聚合物:合成具有“记忆”功能空穴的聚合物,对模板分子有高选择性,被称为“人工抗体”。

特点:选择性极高,净化效果极好,但成本昂贵,制备复杂。

四、 特殊SPE技术

1. 基质分散固相萃取(MSPD)

描述:将样品(如动物组织、植物)与吸附剂(如C18)直接混合研磨,制成均质混合物,然后装柱,用不同溶剂洗脱。它将样品 homogenization(匀化)、提取、净化一步完成。

特点:特别适用于固体和半固体样品,简化了前处理步骤。

应用:动物组织中的药物残留;果蔬中的农药;植物材料中的有效成分提取。

总结

方法分类核心原理优点缺点典型应用反相SPE疏水作用应用最广,通用性强对极性化合物保留弱水样中非极性污染物离子交换SPE静电作用对离子化合物选择性好受pH和离子强度影响大生物样品中的酸碱类药物混合模式SPE疏水+离子交换选择性极高,净化效果好成本较高,操作稍复杂复杂基质中的药物、毒品离线SPE手动分步操作灵活,成本低人为误差大,效率低绝大多数常规分析在线SPE全自动联用自动化,灵敏高,重现性好仪器昂贵痕量污染物连续监测免疫亲和SPE抗体-抗原识别特异性最高成本非常昂贵霉菌毒素、特定生物标志物

选择哪种方法取决于您的分析物性质、样品基质和分析目标(如灵敏度、通量要求)。对于新手,从反相HLB柱开始尝试是一个通用且安全的选择。返回搜狐,查看更多

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