第二章　固相萃取技術

第一節　固相萃取的原理和特點

一、傳統樣品預處理方法

一個完整的分析化學過程的每一個步驟都對快速獲得準確和可重現的分析結果至關重要。但由于種種原因，人們對樣品預處理的重視程度相對不足，樣品預處理方法的研究相對滯后，因而在許多現代化的實驗室存在著20世紀的現代化分析儀器與19世紀的相對落后的樣品預處理方法并存的尷尬局面。這些傳統的樣品預處理方法往往存在費時、勞動強度大、難以實現自動化、精密度差及需要使用對環境不友好的有毒化學溶劑等嚴重不足。因而，樣品預處理方法的相對落后已成為制約分析化學進一步發展的最大限制性因素。為了克服這一不足，近二三十年以來，經過不懈努力，科研工作者已經研發了一些效果較好的新型樣品預處理技術，固相萃取就是其中之一。

二、固相萃取的原理

固相萃?。⊿olid Phase Extraction，SPE）是一種基于液固分離萃取的試樣預處理技術，由液固萃取和柱液相色譜技術相結合發展而來。從一次性商品固相萃?。⊿PE）柱于1978年的首次出現（Sep-Pak Cartridge）算起，現代意義上的固相萃取技術已經有近40年歷史了。該技術通過顆粒細小的多孔固相吸附劑選擇性地吸附溶液中的被測物質，被測物質被定量吸附后，用另一種體積較小的溶劑或用熱解析的方法解析被測物質，在此過程中達到分離富集被測物質的目的，然后再用適當的檢測方法進行測定。

由于柱固相萃取的過程實質上是一個柱色譜分離過程，其分離富集機理、固定相和溶劑選擇與高效液相色譜有許多類似之處，但固相萃取（SPE）柱填料的粒徑（一般粒徑40～80μm）比高效液相色譜填料粒徑（3～10μm）大，柱長度比高效液相色譜柱短（10mm×75mm），故固相萃取（SPE）柱的柱效比高效液相色譜柱低得多。一個高效液相色譜柱的柱效多在10000理論塔板以上，而一般的固相萃取柱的柱效在10～20理論塔板范圍之內。因此固相萃取只能分離性質差別較大的物質，且分離時不以恒組分方式（isocratic）進行，而是以數字開關方式（digital on-off mode）進行。也就是說，希望分析物不是被完全吸附就是完全不被吸附，即在吸附時，分析物應盡可能被吸附完全，而在洗脫時，被吸附的分析物則應被定量洗脫。

三、固相萃取的特點

與液液萃取等傳統的分離富集方法相比，固相萃取具有如下優點：

（1）高的回收率和高的富集倍數。大多數固相萃取體系的回收率較高，可達70％～100％；另外，固相萃取的富集倍數一般很高，很多體系很容易就能達到幾百倍，少數體系甚至能達到幾千或幾萬倍，這是一般傳統分離富集方法很難達到的。

（2）使用的高純有毒有機溶劑量很少，減少了對環境的污染，是一種對環境友好的分離富集方法；另外，使用較少的有機溶劑也有利于減少有機溶劑中的雜質對被測物分析的影響。

（3）無相分離操作，易于收集分析物組分，能處理小體積試樣。

（4）操作簡單、快速、易于實現自動化。在固相萃取中，較大體積的樣品溶液可在泵的壓力推動或負壓抽吸下較快地通過固相萃取柱或固相萃取盤，用少量洗滌液洗滌柱或盤后，被萃取柱或盤萃取的分析物可用小體積的洗脫劑定量洗脫，這幾個步驟均可以很容易地實現自動化。而傳統的液液萃取則要經過加萃取劑、劇烈搖動、消除乳化、靜置分層等操作，有時還要洗滌與反萃取，這一系列繁瑣操作在固相萃取中可以免去。

固相萃取的上述特點引起了人們極大的興趣，并獲得了廣泛的應用［1～5］。它可以作為氣相色譜、高效液相色譜及其他分離檢測方法的有效的樣品前處理技術。應用固相萃取可以達到富集痕量被測組分，降低分析方法檢測限，提高靈敏度；消除基體干擾對測定的影響，提高分析的準確度；高鹽樣品的脫鹽處理；現場采樣，便于試樣的運送和貯存等目的。在以上這些作用中，富集和消除干擾應是最主要的。