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离子交换固相萃取柱洗脱溶剂的选择对于阴离子交换柱,满足下列任何一种条件都能够将阴离子化合物从阴离子交换柱上洗脱下来:
(a)洗脱溶剂的pH高于吸附剂的阴离子交换官能团的pKa两个pH单位。这样可以使该官能团呈中性,将目标化合物释放出来。
(b)洗脱溶剂的pH低于目标化合物pKa两个pH单位。在此条件下,目标化合物呈中性状态,与吸附剂阴离子交换官能团分离,被洗脱溶剂洗脱出来。
(c)洗脱溶剂为高阴离子强度(>0.1mol/L)的缓冲溶液。高阴离子浓度会导致阴离子与目标化合物产生竞争,将目标化合物释放出来。
(d)洗脱液为含有高选择性的阴离子。由于这些阴离子对吸附剂阴离子交换官能团具有很高的吸引力,可以将目标化合物从阴离子交换柱上交换出来,从而达到洗脱分离的目的。
(e)上述几种方法的结合使用也可以达到洗脱阴离子目标化合物的目的。
对于阳离子交换柱而言,洗脱溶剂的选择原则与阴离子交换柱刚好相反:
(f)洗脱溶剂的pH低于吸附剂的阳离子交换官能团pKa两个pH单位。这样就可以使该官能团呈中性,将目标化合物释放出来。
(g)洗脱溶剂的pH高于目标化合物pKa两个pH单位。在此条件下,目标化合物呈中性状态,与吸附剂阳离子官能团分离,被洗脱溶剂洗脱出来。常常可以在甲醇中加入氢氧化钠、氢氧化钾或氨水来实现pH的调节及目标化合物的洗脱。如果需要降低洗脱馏分中水的含量,则可以在有机溶剂中加入1%~2%(体积分数)的有机胺来实现这种洗脱。
(h)洗脱溶剂为高阳离子强度(>0.1 mol/L)的缓冲溶液。高阳离子浓度会导致阴阳离子与目标化合物产生竞争,将目标化合物释放出来。
(i)洗脱液为含有高选择性的阳离子。由于这些阳离子具有对填料阳离子交换官能团具有很高的吸引力,可以将目标化合物从阳离子交换柱上交换出来,从而达到洗脱分离的目的。
(j)上述几种方法的结合使用也可以达到洗脱阳离子目标化合物的目的。
在对有机化合物分析中,高离子浓度的溶液往往会对分析检测仪器造成伤害,所以,通过增加洗脱溶液的离子强度达到洗脱目标化合物的方法并不常用。如果检测仪器是HPLC或LC/MS,可以使用符合上述pH条件的缓冲溶液作为洗脱溶液。如果检测仪器是GC或GC/MS,一般都是使用酸性(用于阴离子柱洗脱)或碱性(用于阳离子柱洗脱)有机溶剂作为洗脱溶剂。同时,所选用的有机溶剂必须是对目标化合物有很好的溶解度。
正相固相萃取柱洗脱溶剂的选择在正相固相萃取柱中,洗脱剂的选择可以根据溶剂的洗脱强度(ε0)来考虑。对于正相硅胶柱,通常选用洗脱强度大的溶液进行洗脱。合并上述两部分洗脱溶液,并测定其回收率。如果回收率>85%,就可以认为该溶剂可以作为初步的洗脱溶剂。
在选择洗脱溶剂时,除了要达到基本回收率的要求外,还要考虑洗脱溶剂的选择性。理想的洗脱溶剂应该尽可能地只洗脱目标化合物,而将吸附较强的杂质保留在SPE柱上。
洗脱溶剂的体积与流速初步选定洗脱溶剂后,就要选择适当的溶剂用量及洗脱速度。洗脱溶剂的用量取决于SPE柱中吸附剂的用量及SPE柱吸附剂的死体积(V0)。一般应该不少于两倍的死体积(2V0)。为了保险起见,可以使用4V0~10V0体积的洗脱溶剂。对于填料颗粒在60μm的SPE柱,每百毫克填料的V0在120μL左右。例如,一根500 mg填料的SPE柱,死体积为:V0=120μL×5=0.6 mL。如果洗脱时的是为2~3,可以得到洗脱体积为:Vk=0.6(1+3)=2.4 mL。为了确保100%的回收率,洗脱体积为2Vk较为合适,也就是5 mL左右。
必须指出的是洗脱溶剂的体积不易过大。否则,一方面增加了共洗脱干扰杂质的机会,另一方面,降低了最终馏分的浓度。洗脱溶剂通过萃取柱的流速取决于目标化合物与SPE柱吸附剂官能团之间作用力的大小。根据第3章所列出的数据,固相萃取中常见的作用力大小顺序为:非极性作用力<极性作用力<离子作用力。因此,洗脱流速大小顺序为:非极性作用力>极性作用力>离子作用力。
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