固相微萃取介绍

概述

由液固萃取和柱液相色谱技术相结合发展而来。SPE是一个柱色谱分离过程，在分离机理、固定相和溶剂的选择等方面与高效液相色谱（HLPC）有许多相似之处。SPE的填料粒径（＞40μm）要比HLPC（3～10μm）。因此，SPE只能用于分离保留性质有很大差别的化合物。

分离效率较低的SPE技术主要应用于处理试样。借助SPE所要达到的目的是：从试样中出去对以后的分析有干扰的物质；富集痕量组分，提高分析灵敏度；变换试样溶剂，使之与分析方法相匹配；原位衍生；试样脱盐；便于试样的储存和运送。

装置

SPE柱：填料粒径与HLPC柱填料不同，其余相同。使用最多的是C18相。该种填料疏水性强，在水相中对大多数有机物显示保留；同时也使用其他具有不同选择性和保留性质的材料。

具有活性基团或经活性化合物涂渍的SPE相可用于分析衍生化反应。

SPE盘：与膜过滤器十分相似。盘式萃取器是含有填料的PTFE圆片或载有填料的玻璃纤维片；填料约占SPE盘总量的60%～90%，盘的厚度约1mm。和前者的区别在于床厚度/直径（L/d）比。适合从水中富集痕量的污染物。

固相微量萃取（SPME）

离线和在线SPE

离线SPE

1.SPE与分析分别独立进行，SPE仅为以后的分析提供合适的试样。2.为使试样溶液与填料有足够的接触，溶剂流量不能过高。3.可由自动化仪器完成。自动SPE仪由柱架、柱塞泵、储液槽、管线和试样处理器组成。

在线SPE

又称在线净化和富集技术，主要用于HLPC分析

SPE方法的建立

柱预处理

目的：1.除去填料中可能存在的杂质；2.使填料溶剂化，提高固相萃取的重现性

加样

1.为防止分析物的流失，试样溶剂浓度不宜过高；2.以反相机理萃取时，以水或缓冲剂作为溶剂，其中有机溶剂量不超过10%（V/V）；3.为克服加样过程中分析物流失，可采用弱溶剂稀释试样、减少试样体积、增加SPE柱中的填料量和选择对分析物有较强保留的吸附剂等手段。

分析物的洗脱和收集（另一种情况是杂质被保留而分析物通过柱）  

（固体分散介质固相萃取）

1.对反相萃取柱，清洗溶剂是含适当浓度有机溶剂的水或缓冲液；2.为决定最佳清洗溶剂的浓度和体积，加试样于SPE柱上，用5～10倍SPE柱床体积的溶剂清洗，依次收集和分析流出液，得到清洗溶剂对分析物的洗脱廓形。依次增加清洗溶剂强度，根据不同不同强度下分析物的洗脱廓形，决定清洗溶剂合适的强度和体积；3.洗脱和收集目的：将分析物完全洗脱并收集在最小体积的级分中，同时使比分析物更强保留的杂质尽可能多的保留在SPE柱上；4.为提高分析物的浓度或为以后分析调整溶剂性质，可以把收集到的分析物级分用氮气吹干，再溶于小体积的溶剂中。

SPE的应用

环境分析

1.环境试样如地表水中分析物浓度很低，在分析前必须富集分析物。

2.生物液的成分复杂，含有大量的蛋白质，在分析之前需要预处理试样除去蛋白质。

药物分析

临床分析

食品饮料分析

固相萃取理论

平衡理论：吸附过程中固液或固气相间建立了吸附平衡。

在一定的时间内，由于慢传质过程，平衡未完全达到。

涂层材料

萃取的选择性主要取决于涂层材料的性能。按照分析物易被与其极性相似的固相萃取的原则，选择合适的SPE涂层。

最常用作固相涂层的物质是聚甲基硅氧烷（PDMS）和聚丙烯酸酯（PA），均可用于气相色谱和液相色谱。前者多用于非极性化合物如挥发化合物、多环芳烃和芳香烃，后者多应用于极性化合物如三嗪和苯酚类化合物。固相层可以非键合、键合或者部分交联的形式涂敷在石英纤维上。将一些聚合物加到涂层中可以增大涂层的表面积，改进SPME的效率。

1.聚二甲基硅氧烷-二乙烯基苯（PDMS-DVB），用于芳烃和挥发性化合物。

2.聚乙二醇-二乙烯基苯（CW-DVB），用于极性化合物如醇。

3.聚乙二醇-模板树脂（CW-TPR），用于离子化的表面活性剂

4.涂有石墨碳黑的石英纤维，用于分析水中和空气中微量污染物。

5.碳纳米管和二氧化钛纳米管

方法的建立

1.保持采样条件的一致性。

2.影响采样的因素有采样时间、温度、纤维深入度等。

3.保持响应值与分析物初始浓度之间的线性关系，试样浓度不能过高，试样体积不能太小，使萃取处于吸附等温线的线性范围内。

4.向试样中加入电解质能增加溶液的离子强度，从而使分析物的溶解度降低，提高萃取效率；改变试样的ｐH对酸、碱性物质的萃取率有较大的影响。注：盐的加入在微萃取中的作用有时不同于常规的液-液萃取，需要优化实验条件。

5.搅拌可缩短萃取时间。