有机污染物样品提取方法--固相萃取法介绍
固相萃取(SPE)方法采用高效、高选择性的固定相,与溶剂萃取法相比能显减少溶剂用量,简化样品预处理过程。一般来说,固相萃取所需时间为液-液萃取的1/2。固相萃取能用于气相色谱(GC)、液相色谱(HPLC),红外光谱(FTIR)、质谱(MS)、核磁、紫外和原子吸收(AAS)等分析方法的样品预处理。因为固相萃取法的独特性能,自70年代以来,其全球需求量迅速增长。
固相萃取主要用于样品分析前的净化和富集。其一般步骤是:液态或溶解后的固态样品导入活化过的固相萃取柱中,然后利用真空、加压或离心等方式使样品进入固定相。一般来说,固相萃取将保留所需的组分和类似的其它组分,并尽量减少不需要的样品组分的保留。弱保留的样品组分可用某种溶剂淋洗掉,然后用另一种溶剂把待测组分从固定相上洗脱下来。有时,也可以让待测组分(分析物)直接通过固定相而不被保留,同时大部分干扰物被保留在固定相上,从而得到分离。在大多数情况下,使分析物得到保留更有利于样品净化。因此固相萃取法也具有样品组分的预分离过程。
固相萃取法使用的固相,是一次性使用的固相,分为圆筒型固相和圆盘形固相两类。其中,圆筒型固相是将固相填料填充到圆筒中,主要是用聚苯乙烯等材料制成的多孔质板制成的。圆筒型中有注射圆筒型及Plus型,筒壁为树脂材料的圆筒型固相很多。但是最近市场上也在出售用于分析树脂添加剂的玻璃材料的产品。
固定相是固相萃取柱中重要的组成部分,最常见的固定相是键合的硅胶材料。一般采用孔径60 Å不规则形状的40 μm硅胶微粒作为原料,然后将各种官能团键合上去。也有一些为非硅胶基的固相。
固定相的分离选择决定于可被保留组分的保留强度,所以固定相的选择将取决于分析物质、样品基体和样品溶剂的性质。固相萃取采用的固定相与液相色谱常用的固定相相同。CN、DIOL、Si、NH2都可以作为正相的固定相。正相的固定相都是极性的,用来保留(萃取)极性物质。对于正相和反相来说,组分在固定相上的保留或洗脱直接与溶剂极性有关,溶剂的极性决定溶剂的强度。在洗脱被保留组分时,强溶剂的用量比弱溶剂少,表1 给出了固相萃取常用的几种溶剂,实际工作中还经常使用一些混合溶剂来改善溶剂强度,以得到最佳的样品净化和分析回收率。
反固定相用来保留(萃取)非极性的分析物。对于反相固定相,溶剂强度随其非极性的增加而增加。通常使用水、甲醇、异丙醇和乙腈作为反相分离的溶剂。有些时候,对强保留物质也用丙酮和二氯甲烷洗脱。离子交换固定相上的行为更多地取决于溶剂的pH值、离子强度和反离强度,而与溶剂强度关系不大。
圆盘型固相是用丝状的PTFE(聚四氟乙烯)(Teflon)固定填充剂,将形成的0.5 mm厚的膜状物做成圆形。其中90%是填充剂,10%是PTFE。目前,市场上出售有内径为25 mm、47 mm、90 mm的不同种类填充剂的产品。另外,也有将此膜状物做成圆简型的产品。简型相与圆盘型固相的特点如表2 所示。很明显,圆盘型固相由于在进行环境水样固相萃取时允许样品流速快(200～300 ml/min)、萃取时间短等优点,因此越来越多地得到广泛应用。
①圆盘型固相的种类:由于圆盘型固相膜的厚度只有0.5 mm,固相中的溶液流量均匀,而且与水样的接触表面积增大,因此,即使在短时间内流经大量的水样,也可以得到很高的萃取率。市场上出售的圆盘型固相的种类如表3 所示。
由于圆盘形固相可以有效地应用于环境水及食品等的固相提取,因此,美国环保局(EPA)的标准方法体系也引用了其中的几种方法,如表4所示 。
②圆盘型周相萃取:固相萃取一般有五个基本步骤,即固定相活化、水样萃取、淋洗、干燥和分析物洗脱。
