近年來分析檢測技術(shù)有了很大的飛躍,，但樣品前處理依然是科研工作者必須面對的挑戰(zhàn),。
固相萃?。⊿olid Phase Extraction，簡稱SPE）是一種從二十世紀(jì)七十年代中期開始發(fā)展起來,，用途廣泛而且越來越受歡迎的樣品前處理技術(shù),。根據(jù)吸附劑填料及吸附機(jī)理的不同，主要分為正相,、反相,、離子交換和混合型固相萃取小柱，正相,、反相固相萃取小柱主要是用來萃取分離極性和非極性化合物,，但對一些帶電物質(zhì)（離子化合物）的萃取回收率并不高，如C18填料固相萃取小柱,，當(dāng)目標(biāo)化合物呈離子狀態(tài)時,，C18對于該化合物的容量因子就會大大降低。為了解決這一問題,，月旭推出了硅膠基質(zhì)和聚合物基質(zhì)的離子交換固相萃取小柱,。
下面就由小編為大家介紹離子交換固相萃取小柱方法開發(fā)中需要注意的問題。
離子交換固相萃取適用于可解離成帶電離子的化合物,，其機(jī)理是利用帶電荷的目標(biāo)化合物離子與帶相反電荷的吸附劑之間的靜電吸引力,。樣品基質(zhì)可以是極性的，如水溶液,，也可以是非極性的有機(jī)溶液,，但在實(shí)際應(yīng)用中以水溶液較多，包括生物體液,、江河湖海等自然水,、廢水等。
方法開發(fā)
第yi步：
我們要分析的目標(biāo)化合物必須具備下列任意一種或以上的官能團(tuán)才能通過離子作用力將其從樣品溶液中分離出來：
（1）可生成陽離子的官能團(tuán)（帶正電荷）
（2）可生成陰離子的官能團(tuán)（帶負(fù)電荷）
而且待分析的目標(biāo)化合物必須在一定的pH環(huán)境下才能呈離子化或中性化,。
第二步：
要有效地利用離子交換機(jī)理將目標(biāo)化合物吸附在SPE柱上,，必須滿足以下兩個條件：
（1）目標(biāo)化合物離子與吸附劑官能團(tuán)的離子態(tài)帶相反電荷；
（2）萃取環(huán)境的pH必須同時使目標(biāo)化合物和吸附劑上的官能團(tuán)帶電荷,；
（3）萃取環(huán)境不能含有高濃度的帶有和目標(biāo)化合物相同電荷的競爭化合物,。
在實(shí)際操作中，為了滿足前兩個條件,，確保99%以上的目標(biāo)化合物及固相萃取吸附劑上的官能團(tuán)能夠呈離子態(tài)或呈中性狀態(tài),，應(yīng)該根據(jù)目標(biāo)化合物及固相萃取吸附劑官能團(tuán)的pKa來調(diào)節(jié)樣品或SPE柱的pH。
那么小編為大家介紹一下pH與pKa值的關(guān)系：
對于一個可生成離子的化合物,，pKa是該化合物50%呈離子狀態(tài),，50%呈中性狀態(tài)時的pH。
就弱酸性化合物HA而言,，其在水中的解離平衡方程式為：
從式三可以看到,，當(dāng)pH與pKa相同時,，[A?]/[HA]為1。也就是說,，這時50%的弱酸性化合物呈陰離子狀態(tài),，另外50%呈中性狀態(tài)。在該pH環(huán)境下,，即便這些呈陰離子狀態(tài)的化合物100%地被陰離子交換劑吸附,，之后又100%地被洗脫，zui高回收率也只能達(dá)到50%,。因?yàn)橹挥?0%的弱酸性化合物呈離子狀態(tài),，并被陰離子交換劑吸附。由此可見在離子交換固相萃取中,，控制環(huán)境的pH十分重要,。
[A?]/[HA]越大，代表弱酸性化合物離子化程度越大,。理論上，當(dāng)[A?]/[HA]等于100時,，99%的弱酸性化合物呈陰離子狀態(tài),，可以被陰離子交換劑吸附。根據(jù)式三,，在進(jìn)行陰離子固相萃取吸附時,，要使弱酸性化合物99%離子化，樣品基質(zhì)的pH應(yīng)該高于該化合物pKa至少兩個pH單位,。反之,，在對該弱酸性化合物進(jìn)行洗脫時，應(yīng)該將環(huán)境的pH調(diào)節(jié)至低于該化合物pKa至少兩個pH單位,，此時弱酸性化合物99%呈中性狀態(tài),，用適當(dāng)?shù)娜軇┚涂梢詫⑵鋸年庪x子交換柱上洗脫下來。
式三同樣可以用于可生成陽離子官能團(tuán)的弱堿性化合物,。這時我們將弱堿性化合物看作共軛酸[HA+],，并將該公式改寫為：
與弱酸性化合物相反，在陽離子交換固相萃取中,，要使弱堿性化合物99%解離為陽離子,，需要將該弱堿性化合物所處的環(huán)境體系的pH應(yīng)該低于該化合物pKa至少兩個pH單位。而在洗脫時,，環(huán)境體系的pH應(yīng)該高于該化合物的pKa至少兩個pH單位,，此時99%的該化合物呈中性狀態(tài)，用適當(dāng)?shù)娜軇┚涂梢詫⑵鋸年栯x子交換柱上洗脫下來,。
第三步：
離子交換固相萃取柱種類的選擇：為了能夠有效地將被吸附的離子化合物洗脫出來,，對于含有強(qiáng)離子官能團(tuán)的目標(biāo)化合物一般選用弱離子交換柱,；而對于含有弱離子官能團(tuán)的化合物，則可選用強(qiáng)離子交換柱,。這樣可以避免目標(biāo)化合物和吸附劑官能團(tuán)同時處于離子化狀態(tài),，導(dǎo)致目標(biāo)化合物始終處于的保留狀態(tài)無法被洗脫。
下面小編為大家舉一個應(yīng)用案例：
例如,，用硅膠鍵合羧基官能團(tuán)的弱陽離子交換固相萃取小柱對豬肉或豬尿液中的鹽酸克倫特luo進(jìn)行萃取分離,，SPE柱填料的羧基官能團(tuán)的pKa=4.8，鹽酸克倫特luo的pKa=9.6,。根據(jù)上述兩個pH單位的原則,，為保證吸附劑上羧基官能團(tuán)和目標(biāo)化合物鹽酸克倫特luo盡可能離子化，環(huán)境的pH至少應(yīng)該調(diào)節(jié)到7.6,。在此pH環(huán)境下,，99%的鹽酸克倫特luo呈陽離子狀態(tài)，而SPE柱的羧甲基官能團(tuán)呈陰離子狀態(tài),。因此,，可以將鹽酸克倫特luo吸附。而在洗脫的時候,，為了使鹽酸克倫特luo呈中性狀態(tài),，可在洗脫劑中加入堿，將洗脫環(huán)境的pH調(diào)節(jié)至高于其pKa兩個單位,，即pH≧11.6,。在此環(huán)境下，目標(biāo)化合物鹽酸克倫特luo呈中性狀態(tài)并且與陽離子交換劑脫離,，被洗脫溶劑從SPE柱洗脫出來,。
好了，今天關(guān)于離子交換固相萃取小柱方法開發(fā)中需要注意的問題就先講到這了,。此外,，月旭在固相萃取技術(shù)產(chǎn)品中，已經(jīng)推出了硅膠基質(zhì)和聚合物基質(zhì)的強(qiáng)陽離子交換,、強(qiáng)陰離子交換,、弱陽離子交換、弱陰離子交換的SPE小柱,，并廣泛應(yīng)用于食品安全檢測,、環(huán)境檢測、生物樣品,、農(nóng)藥殘留分析等各個領(lǐng)域,，具有回收率高、萃取效果好等優(yōu)點(diǎn),。
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