固相萃取技術（SPE儀器裝置）

固相萃取技術（SPE儀器裝置）
固相萃取技術（SPE儀器裝置）4.2無機固相萃取材料
主要官能團：非鍵合的活性硅土（Unbonded, activated silica）；主要作用力是極性，第二作用力是陰離子交換。
      SI被人們認為是zui強的極性填料。未鍵合的活性硅具有酸性。硅膠的這種特性使得其可以吸附空氣中的水分，因此必須注意在使用前需確保其干燥。由于SI的高極性，在使用SI填料進行極性吸附時一定不能使用極性溶劑處理SI柱。如果需要在SPE柱預處理時使用極性溶劑，則應該改用2OH或NH2填料。
      在分離結構相似的化合物時，SI是理想的填料。將目標化合物溶在非極性溶劑中，然后通過增加THF或乙酸乙酯來逐漸增加溶劑的極性將機構相近的化合物分開。
弗羅里硅藻土
      弗羅里硅藻土是極性吸附劑。適用于從非極性的基液中萃取極性化合物（如胺類、羥基類及含雜原子或雜環化合物）。
氧化鋁
結構：Al2O3
      酸性氧化鋁（Al-A）的pH約為5，具有很高的活性。酸性氧化鋁可以通過鋁金屬的中心與化合物羥基的氫形成氫鍵將化合物吸附?；蛲ㄟ^離子交換將帶有負電荷的化合物吸附。可以通過控制氧化鋁表面的pH來控制其吸附作用。用酸洗氧化鋁可以使得其吸附堿性化合物的能力下降。酸性氧化鋁主要用于吸附極性化合物或具有陰離子官能團的化合物。
      中性氧化鋁（Al-N）的pH約為6.5，具有很高的活性。中性氧化鋁可以通過鋁金屬的中心與化合物羥基的氫形成氫鍵將化合物吸附。或通過離子交換將帶有負電荷的化合物吸附?？梢酝ㄟ^控制氧化鋁表面的pH來控制其吸附作用。中性氧化鋁的表面能夠通過其鋁原子中心與帶有高負電荷的雜原子（雜環化合物）作用。如：N、O、P、S。也可以與富電的芳香結果的化合物作用。這種填料可以將胺類或芳香族化合物從水相或非水相基液中吸附。
    堿性氧化鋁（Al-B）的pH約為8.5，具有很高的活性。堿性氧化鋁可以通過鋁金屬的中心與化合物羥基的氫形成氫鍵將化合物吸附。或通過離子交換將帶有負電荷的化合物吸附?？梢酝ㄟ^控制氧化鋁表面的pH來控制其吸附作用。用堿性溶液淋洗這種填料使得填料表面帶負電。具有陽離子官能團的化合物可以通過堿性氧化鋁表面的負電荷吸附。堿性氧化鋁主要用于吸附極性化合物或具有陽離子官能團的化合物。
活性碳
      活性碳是zui早使用的含碳固相萃取材料。主要用于萃取中等極性至低極性的有機化合物。由于這種材料對部分目標化合物的吸附常常是不可逆的，而且對一些化合物的回收率較低。因此，目前很少使用這種材料。
石墨碳黑（Graphitized carbon black）
      石墨碳黑（GCB）是通過對碳黑加熱(2700-3000℃)而得到的。主要用于萃取非極性及中等極性有機化合物。早期的石墨碳黑是無孔的。表面積在100m2/g。近期的石墨碳黑表面積可達210 m2/g。由于氧的化學吸附，碳黑表面結構上含有氧復合物。其結構類似于含氫醌、醌、等。這些功能團具有很強的極性，可以吸附一些酸性化合物。由于這些功能團的存在，石墨碳黑表面帶有一些正電荷，具有陰離子交換的功能。
多孔石墨碳（Porous Graphitized carbon）
      多孔石墨碳 (PGC) 具有平面晶體的表面，六個碳原子組成的平面六角形具有顯著的疏水（非極性）特征。對石墨碳進行處理后得到的多孔石墨碳商品化的多孔石墨碳的顆粒大小與硅膠材料相近。其平均表面積在120 m2/g。多孔的平均直徑為25 nm。多孔率為75%。這種材料幾何結構穩定，不會膨脹及收縮?？梢栽谒械膒H范圍使用。多孔石墨碳萃取機理與傳統的C18及PS-DVB聚合材料有明顯的不同。由于多孔石墨碳是通過范德華力將其多層水晶結構合為一體，多孔石墨碳可以通過疏水作用及電子作用吸附非極性以及極性化合物，包括水溶性的化合物。
固相萃取技術（SPE儀器裝置）4.3高聚物固相萃取材料
為了解決硅膠材料的多種作用力的問題，人們開始采用高聚物作為色譜或SPE材料。為了滿足固相萃取的要求，這些高聚物往往需要經過交聯，使其性質更加穩定。目前較為常見的是聚苯乙烯-二乙烯苯[(poly)styrene-divinyl- benzene，簡稱PS-DVB或SDB]為填料的聚合物SPE柱。由于聚合物填料沒有以硅膠為基質常見的硅羥基，因而萃取機理單一，不會產生鍵合硅膠柱常見的副作用力。采聚合物SPE柱的另一個好處是這種材料可以在pH1-14廣范圍使用。
GDX 401
GDX401是由二乙烯苯和含氮雜環化合物共聚而成的高分子聚合物。中等極性，略呈堿性。表面積為370 m2/g。
GDX403
GDX403是由二乙烯苯和N-乙烯吡咯烷酮共聚而成的高分子聚合物。同時具有親水及親脂的特點。表面積為280 m2/g。由于是共聚物所以可以在pH0-14范圍使用?？梢杂糜谌〈鶦18柱。
H2O-Philic DVB（J.T. Baker）
H2O-Philic DVB填料是疏水二乙烯苯共聚物。可以在pH0-14范圍使用?？梢杂糜谌〈鶦18柱。其功能類似于Waters的Oasis HLB。柱容量為 0.85 μeq/mg。
H2O- Philic SC-DVB（J.T. Baker）
H2O-Philic SC-DVB填料是疏水磺酸-二乙烯苯共聚物。屬于非極性及陽離子交換混合型SPE柱?？梢栽趯抪H范圍使用。其反相非極性柱容量為0.85 μeq/mg；陽離子交換柱容量為0.8 μeq/mg。該填料類似于Oasis MCX。
H2O- Philic SA-DVB柱（J.T. Baker）
H2O-Philic SC-DVB填料是疏水季胺-二乙烯苯共聚物。屬于非極性及陰離子交換混合型SPE柱。可以在寬pH范圍使用。其反相非極性柱容量為0.8 μeq/mg；陽離子交換柱容量為0.6 μeq/mg。該填料類似于Oasis MAX。
Oasis HLB柱（Waters）
HLB填料是N-乙烯吡咯烷酮-二乙烯苯共聚物。同時具有親水及親脂的特點。其表面積比普通的C18填料高2-3倍，因此其柱容量也比普通C18柱高。HLB柱可以用于取代C18柱。
Oasis MCX柱（Waters）
MCX填料是N-乙烯吡咯烷酮-苯磺酸共聚物。屬于陽離子交換及反相非極性混合填料。這種填料沒有傳統硅膠填料的羥基的影響。由于是共聚物所以可以在pH0-14范圍使用。其陽離子容量為1 meq/gram。
Oasis MAX柱（Waters）
MAX填料是乙烯吡咯烷酮-季胺基共聚物。屬于陰離子交換及反相非極性混合填料。這種填料沒有傳統硅膠填料的羥基的影響。由于是共聚物所以可以在pH0-14范圍使用。其陰離子容量為0.3 meq/gram。
固相萃取技術（SPE儀器裝置）4.4免疫親和固相萃取材料
免疫檢測（Immunoassay）具有速度快、靈敏度高、花費低的特點。當是，這種技術較難區別交叉反應物，不能夠定量分析。將免疫檢測技術與色譜技術結合在一起就成為了具備兩者特點的免疫色譜技術（Immunochromatogrphic techniques）。免疫親合萃取（Immunoaffinity extraction）技術是免疫色譜技術的一個主要應用。免疫親合固相萃取柱 (IASPE) 與經典的固相萃取柱的不同之處在于IASPE柱中的功能組分是抗體，而不是我們常說的功能團。這些抗體包括單克隆及多克隆抗體。通過共價結合、包埋或生物分子俘獲等方式將這些抗體固定在固相萃取材料上就形成了免疫親合固相萃取材料。
     免疫親合萃取的基本原理如下圖所示，將樣品載入免疫親合固相萃取柱上，目標化合物及交叉反應物（cross-reactants）被鍵合保留在免疫親合柱上。通過溫和的洗滌步驟將弱鍵合干擾物除去。zui后將小心地用混合溶劑或緩沖溶液將目標化合物洗脫。
     目前已有許多商品化的免疫親合固相萃取柱面世。免疫親合固相萃取技術已經被應用于生物毒素（如黃曲霉素、玉米烯酮、赭曲霉素等）、多環芳烴（PAHs）及除草劑的萃取凈化。
4.5分子印記固相萃取材料
分子印記固相萃取柱是以分子印記聚合物（Molecularly Imprinted Polymers, MIP）為填料的。這種材料對目標化合物的親合力具有類似于抗體的高選擇性。
分子印記聚合材料具有高穩定性和高選擇性。所吸附的目標化合物在三維立體結構及功能團必須滿足分子印記聚合材料相對應的結構。因為只有符合上述條件的目標化合物才能夠很好地“鑲嵌"在分子印記材料上。
       分子印記聚合材料的合成可通過共價及非共價方式進行。共價合成方式較少使用。較多使用的是非共價方式。如下圖所示，非共價合成方式一般分為三步：*步是將印記模板與帶有功能團的單體組合為一體。第二步是在交聯劑及聚合引發劑的作用下完成*步得到的單體-模板與剛性多孔共聚物聚合；第三步是將印記模板除去得到具有特定結構的分子印記聚合材料
      目前，市場上已有多種商品化的分子印記固相萃取柱面市。其應用有包括鹽酸克侖特羅在內的β-興奮劑、苯塔松、三嗪類藥物、茶堿、尼古丁及其同系物、三苯氧胺（抗雌激素）等。
固相萃取技術（SPE儀器裝置）4.6限進介質固相萃取材料
在使用JTONE系列固相萃取柱萃取富集生物樣品中的小分子分析物中，經常遇到樣品中的大分子蛋白質、核酸等遇到疏水性反相SPE填料時發生變性。變性后的大分子吸附在填料的表面，造成SPE柱堵塞、柱效下降、吸附容量減少等問題。限進介質SPE填料在一定程度上解決了上述問題。這種SPE填料同時具有對大分子的體積排阻功能及對小分子的萃取功能。
      人們通過對填料孔徑的控制及對填料表面進行適當的親水性修飾，使得生物或環境樣品中的大分子不能進入填料的孔徑內。而表面親水性的填料使得生物大分子在填料表面不會發生不可逆的變性及吸附。
     由于大分子不被吸附，所以在死體積或近于死體積的情況下被洗脫除去。而填料孔內的反相或離子交換官能團則吸附樣品中的小分子。這樣就實現了在大分子存在的條件下選擇性地吸附小分子的目的。
     目前RAM主要應用領域是生物體液的分析。包括細胞培養液、牛奶、尿液、清、漿等。主要測定的藥物包括：安定類、β阻滯劑、阿托品、普魯卡因等堿性藥物、激素類。也有用于有機磷酸三酯農藥的樣品凈化。在環境監測中的應用主要包括河水、湖水、地表水、廢水中的除草劑殘留、農藥殘留及激素殘留的樣品處理。
固相萃取技術（SPE儀器裝置）(六) 參考資料：杭州聚同電子有限公司