主题：【第十二届原创】记一次SPE方法优化

记一次SPE方法优化

SPE(Solid Phase Extraction)固相萃取技术，是一种当下流行的用固相吸附剂净化液体样品的前处理方法。通常我们在样品前处理时使用SPE，目的为纯化、恒量富集、去盐、衍生和分离。经过SPE处理后，减少了杂志对样品的基质影响，同时对色谱柱及检测器都减小了污染。SPE、LLE（液液萃取）和PPE（沉淀蛋白）是经典的生物样本前处理方法，相比较而言，SPE的特点在于：可以避免乳化现象；两相分离更简单，操作便捷；更高的回收率和更佳的净化效果；使用更少的溶剂；吸附剂种类丰富，可选性高；可实现大通量的实验自动化。
我们实验室有一台固相萃取缸，可以实现24个样品同时处理，连接真空泵实现柱下负压萃取，与一般的柱前注射器正压不同，固相萃取缸处理后的样品更稳定均一。

优化SPE方法需要先了解SPE萃取原理。化合物在反相SPE柱上由非极性与非极性相互作用或范德华力被吸附从而保留在色谱柱上；在正相SPE柱则由极性与极性相互作用、氢键、π-π相互作用、偶极-偶极相互作用、偶极-诱导偶极相互作用等被吸附从而保留在色谱柱上；在离子交换SPE柱，则由带有电荷的化合物靠静电吸引到带有电荷的吸附剂表面；当然还有吸附作用的疏水相互作用或亲水相互作用，取决于所选用的填料。
反相分离包括一个极性（通常是水）或中等极性的样品基质（流动相）和一个非极性的固定相，分析物通常是中等极性到非极性；正相固相萃取过程包括一个极性分析物中等极性到非极性的样品基质（如丙酮、卤化溶剂和正己烷）以及一个极性固定相。极性官能团键合的硅胶（如CN，NH2和Diol等）和极性吸附填料（如Si，Florisil和Alumina）常用于正相条件。因此在正相条件下洗脱被吸附的分析物，应选用比样品极性更大的溶剂去破坏其相互作用。离子交换固相萃取适用于在溶液中（水、有机溶液）带电荷的化合物。阴离子化合物可用SAX或NH2小柱分离；阳离子化合物可以用SCX或WCX小柱分离。
另外用于固相萃取的溶液有很广的pH范围。硅胶作为基体，如高压液相色谱柱，通常稳定的pH范围是2-7.5，当pH高于或低于这个范围，键合相就会水解并从硅胶上断裂下来，或者硅胶本身被溶解。然而，在固相萃取中，溶液只与填料接触较短的时间，而实际上固相萃取小柱是一次性使用的，可以允许任何pH溶液已达到最佳保留和洗脱效果。
我们回到正题，目标物回收率低，该如何优化SPE色谱柱方法呢？其中可能得原因有：SPE柱没有很好地被预处理；SPE柱极性不合适；目标物对样品溶液的亲和力远远大于对SPE柱的亲和力；当大体积水样品通过SPE柱时，反相填料失去柱子预处理时留下的甲醇；上样流速太快。
那么我们针对以上问题逐一进行排查。对于预处理，用甲醇、异丙醇或乙醇处理后，再用稀释样品的溶剂处理柱子，此时不能让SPE柱子变干。极性不合适时应选择对目标物有明显选择性的SPE填料。改变极性或样品溶液的pH使目标物在样品中的亲和力降低。在样品中加入1%-2%的甲醇、异丙醇或乙腈。1滴/s洗脱，离子交换更慢。
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