一、概述

固相萃取(SPE)是一种样品分离和富集技术，是由液-固萃取和柱液相色谱相结合发展而来的。自1978年出现一次性商品柱之后的20年，其应用的年增长率保持在10％。

SPE是一个柱色谱分离过程，它的分离机理、固定相、溶剂选择与高效液相色谱有许多相似之处。固相萃取采用高效、高选择性的固定相，与高效液相色谱不同的是它用的是短的柱床和大的填料粒径(>40um)，当样品通过SPE柱时，一般，被测组分及类似的其它组分被保留在柱上，不需要的组分用溶剂洗出，然后用适当的溶剂洗脱被测组分。有时候，也可以使分析组分通过固定相，不被保留，干扰组分被保留在固定相上而实现分离。与液-液萃取相比，固相萃取有如下优点：①不需要使用大量有机溶剂，减少对环境的污染；②有效地将分析物与干扰组分分离，减小测定时的杂质干扰；③能处理小体积试样；④回收率高，重现性好；⑤操作简单、省时、省力、易于自动化。

SPE用于样品的净化和浓缩能满足气相色谱、高效液相色谱、质谱、核磁共振、分光光度及原子吸收等多种仪器分析方法样品制备的需要。

二、固相萃取的装置及固定相

市场上可以买到SPE产品，有柱型、针头型和膜盘，示意图见图8-21。

固相萃取柱管由医用级聚丙烯制成，也可以是聚乙烯、聚四氟乙烯等塑料或玻璃制成。烧结垫材料可由聚乙烯、聚四氟乙烯或不锈钢制成。自制小柱可用玻璃棉代替筛板。出售的SPE小柱商品有多种规格，吸附剂量50mg～10g，柱体积1～60mL。按上样量为5％的吸附剂量计算，保留样品的负载量为2.5～500mg；按每100mg吸附剂的床体积120uL计算，最小洗提体积按2倍的柱床体积计算，最小洗提体积为12.5uL～24mL。

图8-21固相萃取装置

样品通过固定相的方法有三种—抽真空、加压(用注射器或氮气)及将萃取小柱放入离心管中离心。也有可以同时处理多个试样的萃取装置。

固相萃取常用的吸附剂的类型及用途见表8-12。

表8-12固相萃取常用的吸附剂

三、固相萃取的方法

SPE操作包括四个步骤，即柱预处理、加样、洗去干扰物和回收分析物。在加样和洗去干扰物步骤中，部分分析物有可能穿透SPE柱造成损失，在回收分析物步骤中，分析物可能不被完全洗脱，仍有部分残留在柱上。因此，除了掌握基本操作外，还应该通过加标回收试验测定回收率。下面以反相C₁₈SPE柱为例说明。

(1)柱预处理柱预处理有两个目的：①除去填料中可能存在的杂质；②用溶剂润湿吸附剂，使分析物有适当的保留值。预处理的方法是使几倍柱床体积的甲醇通过萃取柱，再用水或缓冲液冲洗萃取柱，除去多余的甲醇。

(2)加样将样品溶于适当溶剂，加入到固相萃取柱中，并使其通过萃取柱。通常流速为2～4mL/min。

（3)淋洗除去干扰杂质用淋洗溶剂淋洗萃取柱，洗去干扰组分。

(4)分析物的洗脱和收集将分析物从固定相上洗脱，洗脱溶剂用量一般是每100mg固定相0.5～0.8mL。选择适宜强度的洗脱溶剂，溶剂太强，一些更强保留的杂质被洗脱出来，溶剂太弱，洗脱液的体积较大。洗脱液可直接进样或作进一步处理。

四、固相萃取的应用

固相萃取主要用于复杂样品中微量或痕量组分的分离和富集。在处理环境和生物样品时最能体现其特点。例如地表水中分析物的浓度很低，传统的方法是液-液萃取，若采用SPE处理试样，操作步骤简单，且节省溶剂。美国环境保护局(USEPA)建立的一些水样的分析方法中，允许使用SPE代替液-液萃取来净化和富集分析物，如饮用水中的邻苯二甲酸酯、多种农药、多环芳烃、有机化合物、废水中的多种杀虫剂、空气中的苯并[a]芘等。

生物样品的成分复杂，含有大量的蛋白质，例如血清、血浆和尿中的药物及其代谢产物，可以用SPE将目标化合物分离出来，进行色谱分析。

在食品分析中固相萃取也有广泛的应用。例如，血清中甲氧萘丙酸的分析，采用高效液相色谱法，色谱柱采用C18反相色谱柱，用SPE处理的样品，甲氧萘丙酸可清晰地检测(见图8-22)。固相萃取的具体方法如图8-22图注所示。

图8-22血清中甲氧萘丙酸的高效液相色谱分析

色谱柱：Zorhax SPE C18小柱(100mg, 1ML)

预处理：2.0mL含1％乙酸的甲醇，1.0mL去离子水

加样：1.0mL 样品溶液(2～10 ug/mL)

淋洗：1.0mL 4％异丙醇的100mmo1/L甲酸水溶液，0.5mL去离子水

洗脱：1.0ML 50％乙腈的40mmo1/L乙酸铵溶液

内标物：硝基苯

相关链接：薄层色谱操作方法