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(guò)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(lái)說(shuō)，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(jiàn)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(lái)，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(guò)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(guò)強(qiáng)或者離子型目標(biāo)物并不適用，而且沒(méi)有除雜過(guò)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(lái)固相萃取技術(shù)越來(lái)越流行的原因。
SPE固相萃取按照保留物質(zhì)分為兩類(lèi)：一類(lèi)為保留目標(biāo)化合物；另一類(lèi)為保留雜質(zhì)（類(lèi)似QuEChERS的前處理操作）。SPE固相萃取按照填料類(lèi)型分為三類(lèi)：非極性保留型、極性保留型、離子交換型。
SPE處理的一般過(guò)程：活化、上樣、淋洗與洗脫。
關(guān)于SPE的處理過(guò)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(guò)程，也可以將其近似地看作一種簡(jiǎn)單的色譜過(guò)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(guò)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(guò)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(lái)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(jiàn)的具有極性作用力的吸附劑在色譜中一般都稱(chēng)為正相色譜吸附劑。常見(jiàn)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(wèn)題就是：液體應(yīng)該以什么速率過(guò)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(lái)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(mén)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(guò)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(lái)說(shuō)，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(guò)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(guò)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。
實(shí)驗(yàn)條件不宜過(guò)分細(xì)化
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(guò)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(lái)說(shuō)，很多物質(zhì)的吸附是不可逆的，一次吸附，無(wú)法洗脫，影響著下一次吸附，雖然有人做過(guò)重復(fù)利用的實(shí)驗(yàn)，但是總體來(lái)說(shuō)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(xiāo)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(kāi)關(guān)，也很難得到好的結(jié)果，主要問(wèn)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(shuō)，現(xiàn)在市面上還沒(méi)有比較理想、適合食品檢測(cè)的機(jī)器，主要問(wèn)題就是無(wú)法解決一批小柱中液面下降不一致的問(wèn)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(jué)得它能取代液體萃取，實(shí)際上就象毛細(xì)管電泳無(wú)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(guò)程，從另一個(gè)角度來(lái)看，它還是一個(gè)凈化過(guò)程，是把固形干擾物排除凈化的過(guò)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(kāi)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(wèn)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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