固相萃取柱回收率低?一文包治各種「疑難雜症」

近年來，固相萃取小柱應用得到快速發展，已廣泛應用於食品、環境、製藥等行業，成為樣品前處理淨化的有效手段之一。可是，用戶在使用固相萃取小柱過程中也會遇到各種各樣的問題。

根據多年的實驗應用經驗，現將使用過程中常見問題及解決辦法整理在一起，方便大家輕鬆應對固相萃取常見問題。

在此之前，咱們先簡單明了地介紹一下，什麼是固相小柱。

固相萃取小柱是一種用途廣泛而且越來越受歡迎的樣品前處理技術。大多數用來處理液體樣品。萃取、濃縮和淨化其中的半揮發性和不揮發性化合物；也可用於固體樣品，但必須先把固體樣品處理成液體。

固相萃取小柱的選擇

固相萃取柱的種類很多，具體實驗工作中，需根據分析對象、檢測手段及實驗室條件合理選擇合適填料、合理規格的固相萃取柱。要考慮固相萃取柱對分析對象的萃取能力、樣品溶液的體積、洗脫後溶液的最終體積、及樣品溶液中被測物及幹擾物的總量。

一般被柱中吸附劑吸附的被測物及幹擾物的總質量不應超過吸附物總質量的5%。洗脫劑的體積一般應是萃取柱柱床體積的2-5倍。

固相萃取小柱使用

固相萃取小柱使用過程可以簡要為4步：

首先，我們要知道一個樣品包括目標物和幹擾物，樣品通過吸附劑，將目標物與幹擾物分離，留下需要的幹擾物，棄掉不要的幹擾物，這就完成一次簡單的固相萃取過程。

第一步：利用洗脫劑潤洗固相萃取柱，洗掉柱子中原有的雜誌組分；

第二步：將樣品加到萃取柱上，吸附劑選擇性的保留分離物和一些幹擾物，其他幹擾物通過吸附劑。

第三步：用適當的溶劑淋洗吸附劑，使先前保留的幹擾物選擇性的淋洗掉，分離物保留在吸附劑床上。

第四步：將目標物淋洗下來，進來純化、濃縮。

以下是固相萃取操作中常見的問題：

一、回收率低；

二、萃取重現性差；

三、淨化效果不理想；

四、SPE柱流速過低。

一、回收率低

在一次完整的SPE操作中，目標化合物可能會存在於樣品溶液流出液、淋洗液、洗脫液或吸附劑中，當「目標物沒有回收或回收率低」 現象發生時，可向樣品溶液加入標液，然後進行完整的SPE操作並將樣品流出液、淋洗液和洗脫液分別收集並分析。

首先確定目標化合物存在於哪一部分，進而確定問題來自下列哪一環節：目標化合物在吸附劑上保留不足；目標化合物未被完全洗脫；其他環節。

1、目標化合物在吸附劑上保留不足

當超過5%的目標化合物出現在樣品流出液或淋洗液時即可斷定「目標化合物在吸附劑上的保留不足」。

2、目標化合物未被完全洗脫

當目標化合物在樣品溶液流出液和淋洗液中未出現而洗脫液中僅有少量或未出現時，可判斷「目標物未被完全洗脫」。

3、其他環節

如果目標化合物在洗脫液中正常出現，那麼回收率不足的問題應該來自樣品前處理的其他環節。

二、萃取重現性差

在使用固相萃取小柱進行樣品前處理時，若出現萃取效果重現性差，可能的原因及改進辦法如下：

三、淨化效果不理想

1、淨化模式的改進

通常而言採用保留目標化合物的模式比保留雜質的模式淨化效果好，如果正在分析的項目為某一種或某一類化合物分析，最好是採用保留目標化合物的淨化模式；舉一個簡單的例子，同樣是分析蔬菜中的多菌靈和噻菌靈(一類鹼性農藥)，使用陽離子交換柱可以專一性地保留這些農藥，使它們基本與幹擾物完全分離，而使用正相吸附劑或石墨化炭黑進行保留幹擾物的操作僅能把主要的幹擾物除去，仍有較多幹擾物存留。

另外，如果不止一種SPE柱可用於目標化合物的淨化時，應挑選選擇性好的吸附劑；選擇性方面，離子交換＞正相＞反相。

2、淋洗液和洗脫液的優化

對於反相模式和正相模式，應在不影響回收率的前提下，增大淋洗液洗脫的強度並降低洗脫液的洗脫強度。

對於反相模式，可將目標化合物的水溶液上樣，然後依次用5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%的甲醇水溶液洗脫，分別收集洗脫液分析，建立淋洗曲線，找出目標化合物被洗脫時的溶劑體系，淋洗液中甲醇的含量應稍低於目標化合物恰好被洗脫時的溶劑體系，而洗脫液中甲醇的含量應稍高於目標化合物恰好被完全洗脫時的溶劑體系；當純甲醇不能洗脫目標化合物時，應試驗甲醇-甲基叔丁基醚混合溶液的洗脫曲線；對於某些既不溶於水也不溶於甲醇的離子型化合物，可以在溶劑體系中加入酸或鹼。

對於正相體系，可將目標化合物的正己烷溶液上樣，然後依次用5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%的正己烷甲基叔丁基醚溶液洗脫，分別收集洗脫液分析，建立淋洗曲線，找出目標化合物被洗脫時的溶劑體系，淋洗液中甲基叔丁基醚的含量應稍低於目標化合物恰好被洗脫時的溶劑體系，而洗脫液中甲基叔丁基醚的含量應稍高於目標化合物恰好被完全洗脫時的溶劑體系。

3、對SPE柱進行合理的處理

SPE柱中的吸附劑可能存在少量幹擾物，有效地活化可以避免這些幹擾物進入洗脫液，活化溶液應選擇整個操作中洗脫強度最強的溶劑體系；在反相模式中，從樣品溶液到洗脫液主要涉及0%-100%甲醇水溶液，所以活化溶液應選純甲醇，當目標化合物需要用甲醇-甲基叔丁基醚混合液洗脫時，活化溶液應選甲基叔丁基醚；在正相模式中，從樣品溶液到洗脫液主要涉及0%-100%正己烷-甲基叔丁基醚溶液，所以活化溶液應選純甲基叔丁基醚。

四、SPE柱流速過低

使用固相萃取小柱過程中，若出現SPE柱流速過低的情況，可能的原因及改進辦法如下：

思考與討論

過固相萃取小柱是萃取目標物，淨化樣品的重要手段，但在使用過程中的確有很多問題，在沒有更好的替代方法之前，還需實驗人員深入了解其原理，認真分析問題原因，爭取能夠用好這一分離、淨化手段。