主题:【第十二届原创】以多环芳烃为船,来固相萃取的世界遨游一番

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xiaogumd11
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分析者端木影之队发表于:2019/07/15 21:08:02 楼主 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
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7月三等奖
                                    以多环芳烃为船,来固相萃取的世界遨游一番
前言

固相萃取(Solid Phase Extraction, SPE)是一种基于色谱分离的样品前处理方法。越来越多地应用在环境、医药、化工等领域。
我们先看一下固相萃取柱的结构示意图。

特点:A柱管有1ml, 6ml等不同大小的规格,C吸附剂是固相萃取核心,不同的目标化合物,用途不同,填料种类不同,质量也不同,比较常见的有100mg,500mg和1g。颗粒大小为40-50μm,填料规格是不规则的,与液相色谱相比分离效率低。
多环芳烃是环境领域重要的污染物,水质中多环芳烃的萃取,土壤中多环芳烃的净化都要用到固相萃取。
1、反相色谱柱特征和原理
水质中多环芳烃萃取用的是反相固相萃取柱,多用C18柱,它的特点是固定相极性<流动相极性(水溶液)。

从微观图看出,填料呈不规则排布,原子结构,无定型的多孔基质,硅原子与氧原子相结合形成“硅氧键”即(Si - O - Si)
2、什么是固相萃取柱封端?封端的意义是什么?
以下是封端示意图

硅胶表面的硅羟基(Si-OH) 由于空间位阻的存在,硅羟基与化合物的极性基团存在极性相互作用和离子交换作用,在化合物的保留时增加了其它不需要的作用力,用短链氯硅烷(如三甲基氯硅烷)键合活性的硅羟基,种操作被称为封端。
封端:简单说就是消除不需要的极性基团间的作用力,在萃取时得到更好的效果。
3、水质中多环芳烃固相萃取两个重要步骤
3.1大体积进样,多环芳烃中的碳氢键同硅胶表面的官能团,非极性相互作用,吸附在Si - O - Si键上,因此多环芳烃保留在CI8柱上。保留示意图如下:

3.2洗脱,用极性溶剂将多环芳烃从Si - O - Si键上分离开,多环芳烃的洗脱一般选用二氯甲烷用为洗脱剂,它的极性指数是3.4。它的吸附作用大于吸附剂与多环芳烃的作用力(范德华力)。
有同学可能会问,为什么不用极性更强的如丙酮(极性指数5.4)、甲醇(极性指数6.6)进行洗脱,根据相似相溶原理,二氯甲烷对16种多环芳烃溶解性更好,特别是高环的多环芳烃。

4、反相固相萃取注意事项






5、正相色谱柱特征和原理

5.1土壤中多环芳烃净化用的是正相固相萃取柱,以吸附型填料Florisil为代表

结构示意图中,石墨中的碳原子呈六元环状的平面层状结构,这样的结构优点是:吸附非极性和弱极性的化合物又可以吸附极性化合物,对化合物表现出很广的吸附谱。
用在土壤净化中,土壤中的杂质以腐质物质为主,它的作用是吸附大量的腐质物质等,达到去除基质(杂质)干扰的效果。

土壤样品用正相固相萃取柱净化后,一是背景值低,定性和定量更准确,二是减少对仪器的污染,特别是进样口和离子源(气质联用分析时)。

5.2净化步骤主要分为三步。

活化时与反相固相萃取柱同样溶剂不能流干,否则易形成沟流,降低除杂能力。
5.3正相固相萃取与反相固相萃取区别
与反相固相萃取不同的是,萃取柱上留住的是杂质,收集多环芳烃的淋洗液。上样的体积控制在2-5ml左右,上样体积过大,杂质容易被有机溶剂冲下来。淋洗时,用V正己烷(极性指数0.06):V丙酮(极性指数5.4)=9:1(体积比),通过公式P’=ΦaPa+ ΦbPb可以算出混合溶剂极性指数约为0.6,既可以把多环芳烃淋洗下来,又不至于极性过强,把杂质大量带下来。
小结:
1、固相萃取是用途广泛的萃取方法,在建立新方法时,首先要考虑基底特性,是水、油,还是其它介质,查询相关的文献可以获得。
2、判断分离机制,是极性还是非极性。即选择对目标有明显较强保留的SPE柱。
3、淋洗时,考虑淋洗液的极性,可以通过查表(溶剂极性表),混合溶剂通过公式计算出它的极性,获得较为满意的淋洗和洗脱效果。
不妥之处,望各位老师批评指正!
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Last edit by v3247983 举报
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welewolf
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yongzhbenq
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请问一下,正相推荐的Florisil小柱,但是图片怎么是石墨化碳?这两个不是一个东西啊