有機(jī)污染物樣品提取方法--固相萃取法介紹
固相萃取(SPE)方法采用高效、高選擇性的固定相,與溶劑萃取法相比能顯減少溶劑用量,簡(jiǎn)化樣品預(yù)處理過程。一般來說,固相萃取所需時(shí)間為液-液萃取的1/2。固相萃取能用于氣相色譜(GC)、液相色譜(HPLC),紅外光譜(FTIR)、質(zhì)譜(MS)、核磁、紫外和原子吸收(AAS)等分析方法的樣品預(yù)處理。因?yàn)楣滔噍腿》ǖ莫?dú)特性能,自70年代以來,其全球需求量迅速增長(zhǎng)。
固相萃取主要用于樣品分析前的凈化和富集。其一般步驟是:液態(tài)或溶解后的固態(tài)樣品導(dǎo)入活化過的固相萃取柱中,然后利用真空、加壓或離心等方式使樣品進(jìn)入固定相。一般來說,固相萃取將保留所需的組分和類似的其它組分,并盡量減少不需要的樣品組分的保留。弱保留的樣品組分可用某種溶劑淋洗掉,然后用另一種溶劑把待測(cè)組分從固定相上洗脫下來。有時(shí),也可以讓待測(cè)組分(分析物)直接通過固定相而不被保留,同時(shí)大部分干擾物被保留在固定相上,從而得到分離。在大多數(shù)情況下,使分析物得到保留更有利于樣品凈化。因此固相萃取法也具有樣品組分的預(yù)分離過程。
固相萃取法使用的固相,是一次性使用的固相,分為圓筒型固相和圓盤形固相兩類。其中,圓筒型固相是將固相填料填充到圓筒中,主要是用聚苯乙烯等材料制成的多孔質(zhì)板制成的。圓筒型中有注射圓筒型及Plus型,筒壁為樹脂材料的圓筒型固相很多。但是最近市場(chǎng)上也在出售用于分析樹脂添加劑的玻璃材料的產(chǎn)品。
固定相是固相萃取柱中重要的組成部分,最常見的固定相是鍵合的硅膠材料。一般采用孔徑60 ?不規(guī)則形狀的40 μm硅膠微粒作為原料,然后將各種官能團(tuán)鍵合上去。也有一些為非硅膠基的固相。
固定相的分離選擇決定于可被保留組分的保留強(qiáng)度,所以固定相的選擇將取決于分析物質(zhì)、樣品基體和樣品溶劑的性質(zhì)。固相萃取采用的固定相與液相色譜常用的固定相相同。CN、DIOL、Si、NH2都可以作為正相的固定相。正相的固定相都是極性的,用來保留(萃取)極性物質(zhì)。對(duì)于正相和反相來說,組分在固定相上的保留或洗脫直接與溶劑極性有關(guān),溶劑的極性決定溶劑的強(qiáng)度。在洗脫被保留組分時(shí),強(qiáng)溶劑的用量比弱溶劑少,表1 給出了固相萃取常用的幾種溶劑,實(shí)際工作中還經(jīng)常使用一些混合溶劑來改善溶劑強(qiáng)度,以得到最佳的樣品凈化和分析回收率。
反固定相用來保留(萃取)非極性的分析物。對(duì)于反相固定相,溶劑強(qiáng)度隨其非極性的增加而增加。通常使用水、甲醇、異丙醇和乙腈作為反相分離的溶劑。有些時(shí)候,對(duì)強(qiáng)保留物質(zhì)也用丙酮和二氯甲烷洗脫。離子交換固定相上的行為更多地取決于溶劑的pH值、離子強(qiáng)度和反離強(qiáng)度,而與溶劑強(qiáng)度關(guān)系不大。
圓盤型固相是用絲狀的PTFE(聚四氟乙烯)(Teflon)固定填充劑,將形成的0.5 mm厚的膜狀物做成圓形。其中90%是填充劑,10%是PTFE。目前,市場(chǎng)上出售有內(nèi)徑為25 mm、47 mm、90 mm的不同種類填充劑的產(chǎn)品。另外,也有將此膜狀物做成圓簡(jiǎn)型的產(chǎn)品。簡(jiǎn)型相與圓盤型固相的特點(diǎn)如表2 所示。很明顯,圓盤型固相由于在進(jìn)行環(huán)境水樣固相萃取時(shí)允許樣品流速快(200～300 ml/min)、萃取時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn),因此越來越多地得到廣泛應(yīng)用。
①圓盤型固相的種類:由于圓盤型固相膜的厚度只有0.5 mm,固相中的溶液流量均勻,而且與水樣的接觸表面積增大,因此,即使在短時(shí)間內(nèi)流經(jīng)大量的水樣,也可以得到很高的萃取率。市場(chǎng)上出售的圓盤型固相的種類如表3 所示。
由于圓盤形固相可以有效地應(yīng)用于環(huán)境水及食品等的固相提取,因此,美國(guó)環(huán)保局(EPA)的標(biāo)準(zhǔn)方法體系也引用了其中的幾種方法,如表4所示 。
②圓盤型周相萃取:固相萃取一般有五個(gè)基本步驟,即固定相活化、水樣萃取、淋洗、干燥和分析物洗脫。
