第二章　固相萃取技术

第一节　固相萃取的原理和特点

一、传统样品预处理方法

一个完整的分析化学过程的每一个步骤都对快速获得准确和可重现的分析结果至关重要。但由于种种原因，人们对样品预处理的重视程度相对不足，样品预处理方法的研究相对滞后，因而在许多现代化的实验室存在着20世纪的现代化分析仪器与19世纪的相对落后的样品预处理方法并存的尴尬局面。这些传统的样品预处理方法往往存在费时、劳动强度大、难以实现自动化、精密度差及需要使用对环境不友好的有毒化学溶剂等严重不足。因而，样品预处理方法的相对落后已成为制约分析化学进一步发展的最大限制性因素。为了克服这一不足，近二三十年以来，经过不懈努力，科研工作者已经研发了一些效果较好的新型样品预处理技术，固相萃取就是其中之一。

二、固相萃取的原理

固相萃取（Solid Phase Extraction，SPE）是一种基于液固分离萃取的试样预处理技术，由液固萃取和柱液相色谱技术相结合发展而来。从一次性商品固相萃取（SPE）柱于1978年的首次出现（Sep-Pak Cartridge）算起，现代意义上的固相萃取技术已经有近40年历史了。该技术通过颗粒细小的多孔固相吸附剂选择性地吸附溶液中的被测物质，被测物质被定量吸附后，用另一种体积较小的溶剂或用热解析的方法解析被测物质，在此过程中达到分离富集被测物质的目的，然后再用适当的检测方法进行测定。

由于柱固相萃取的过程实质上是一个柱色谱分离过程，其分离富集机理、固定相和溶剂选择与高效液相色谱有许多类似之处，但固相萃取（SPE）柱填料的粒径（一般粒径40～80μm）比高效液相色谱填料粒径（3～10μm）大，柱长度比高效液相色谱柱短（10mm×75mm），故固相萃取（SPE）柱的柱效比高效液相色谱柱低得多。一个高效液相色谱柱的柱效多在10000理论塔板以上，而一般的固相萃取柱的柱效在10～20理论塔板范围之内。因此固相萃取只能分离性质差别较大的物质，且分离时不以恒组分方式（isocratic）进行，而是以数字开关方式（digital on-off mode）进行。也就是说，希望分析物不是被完全吸附就是完全不被吸附，即在吸附时，分析物应尽可能被吸附完全，而在洗脱时，被吸附的分析物则应被定量洗脱。

三、固相萃取的特点

与液液萃取等传统的分离富集方法相比，固相萃取具有如下优点：

（1）高的回收率和高的富集倍数。大多数固相萃取体系的回收率较高，可达70％～100％；另外，固相萃取的富集倍数一般很高，很多体系很容易就能达到几百倍，少数体系甚至能达到几千或几万倍，这是一般传统分离富集方法很难达到的。

（2）使用的高纯有毒有机溶剂量很少，减少了对环境的污染，是一种对环境友好的分离富集方法；另外，使用较少的有机溶剂也有利于减少有机溶剂中的杂质对被测物分析的影响。

（3）无相分离操作，易于收集分析物组分，能处理小体积试样。

（4）操作简单、快速、易于实现自动化。在固相萃取中，较大体积的样品溶液可在泵的压力推动或负压抽吸下较快地通过固相萃取柱或固相萃取盘，用少量洗涤液洗涤柱或盘后，被萃取柱或盘萃取的分析物可用小体积的洗脱剂定量洗脱，这几个步骤均可以很容易地实现自动化。而传统的液液萃取则要经过加萃取剂、剧烈摇动、消除乳化、静置分层等操作，有时还要洗涤与反萃取，这一系列繁琐操作在固相萃取中可以免去。

固相萃取的上述特点引起了人们极大的兴趣，并获得了广泛的应用［1～5］。它可以作为气相色谱、高效液相色谱及其他分离检测方法的有效的样品前处理技术。应用固相萃取可以达到富集痕量被测组分，降低分析方法检测限，提高灵敏度；消除基体干扰对测定的影响，提高分析的准确度；高盐样品的脱盐处理；现场采样，便于试样的运送和贮存等目的。在以上这些作用中，富集和消除干扰应是最主要的。