SPE常見操作的背後原理
發布日期：2023-02-28
核心提示：SPE
答：SPE小xiao柱zhu的de填tian料liao裝zhuang填tian壓ya實shi以yi後hou，形xing成cheng柱zhu床chuang，當dang溶rong劑ji流liu過guo小xiao柱zhu，速su度du過guo快kuai將jiang導dao致zhi兩liang個ge問wen題ti，一yi個ge問wen題ti是shi對dui於yu鍵jian合he相xiang填tian料liao，由you於yu流liu速su快kuai而er使shi得de其qi不bu能neng充chong分fen浸jin潤run舒shu展zhan，因yin而er導dao致zhi其qi保bao留liu活huo性xing降jiang低di；其qi次ci過guo快kuai的de流liu速su導dao致zhi小xiao柱zhu可ke能neng形xing成cheng溝gou渠qu，使shi得de填tian料liao未wei被bei充chong分fen浸jin潤run，降jiang低di了le吸xi附fu填tian料liao與yu樣yang品pin的de接jie觸chu麵mian積ji，影ying響xiang了le目mu標biao物wu質zhi的de傳chuan質zhi過guo程cheng，因yin而er導dao致zhi回hui收shou率lv降jiang低di。對dui於yu0.5-3.0mL/mindexiaozhuliusutongchangshibuhuichanshenggouquxiaoyingde，lingwaigouqudexingchengyuzhuchuanggaoduyouguan，duiyubomoxingdecuiqumopianhuozhemopan，youyuhengjiemianda，zhuchuangdi，zaigaoliusuxiabuhuidaozhiyanzhongdegouquxiaoying，yincishihezaigaoliusudedatijishuiyangdefuji，duiyulizijiaohuanheteyixingxifu，tianliaohefenximubiaowudexianghuzuoyongshijianbichangguixiaozhuchang，liusudekongzhi，quebaolehaodebaoliuxiaoguo。SPE小xiao柱zhu的de填tian料liao裝zhuang實shi後hou，當dang通tong過guo小xiao柱zhu的de流liu速su較jiao低di時shi，液ye體ti是shi以yi層ceng流liu的de方fang式shi通tong過guo填tian料liao層ceng，將jiang填tian料liao層ceng浸jin潤run充chong分fen，濕shi潤run的de液ye麵mian截jie層ceng逐zhu級ji向xiang前qian推tui進jin，見jian附fu圖tu；當(dang)流(liu)速(su)過(guo)大(da)的(de)時(shi)候(hou)，而(er)柱(zhu)床(chuang)厚(hou)度(du)較(jiao)高(gao)時(shi)，可(ke)能(neng)會(hui)在(zai)填(tian)料(liao)內(nei)部(bu)形(xing)成(cheng)溝(gou)渠(qu)通(tong)道(dao)，液(ye)流(liu)將(jiang)通(tong)過(guo)溝(gou)渠(qu)，快(kuai)速(su)通(tong)過(guo)小(xiao)柱(zhu)，而(er)使(shi)得(de)填(tian)料(liao)的(de)浸(jin)潤(run)變(bian)得(de)不(bu)充(chong)分(fen)，這(zhe)樣(yang)將(jiang)使(shi)得(de)體(ti)與(yu)填(tian)料(liao)的(de)接(jie)觸(chu)麵(mian)積(ji)大(da)大(da)降(jiang)低(di)，嚴(yan)重(zhong)影(ying)響(xiang)填(tian)料(liao)對(dui)目(mu)標(biao)物(wu)質(zhi)的(de)保(bao)留(liu)效(xiao)果(guo)。2、溶劑環境的pH怎麼影響化合物在小柱上的保留，為什麼我們要關注化合物的pKa值，在C18小柱中需要考慮這些因素嗎？答：首先我們來說一下，Ka指的是酸度係數，又名酸離解常數，可以理解為酸離解H離子的能力，而pKa=-lgKa，對於酸，在環境pH下存在如下平衡：
左邊的A-/HA，實際是指溶劑環境下，離子態和分子態的比例，右邊反映了左側兩者的轉化關係，取決於（pH-pKa)的(de)數(shu)值(zhi)大(da)小(xiao)。對(dui)於(yu)離(li)子(zi)交(jiao)換(huan)小(xiao)柱(zhu)，保(bao)持(chi)目(mu)標(biao)物(wu)的(de)離(li)子(zi)化(hua)而(er)非(fei)分(fen)子(zi)態(tai)，是(shi)一(yi)個(ge)關(guan)鍵(jian)點(dian)，這(zhe)對(dui)於(yu)離(li)子(zi)交(jiao)換(huan)作(zuo)用(yong)機(ji)理(li)的(de)交(jiao)換(huan)柱(zhu)，將(jiang)直(zhi)接(jie)關(guan)係(xi)到(dao)其(qi)實(shi)驗(yan)成(cheng)敗(bai)。而(er)對(dui)於(yu)矽(gui)膠(jiao)鍵(jian)合(he)C18小柱的萃取，由於矽膠（―SiOH）不能完全“封端”，在pH大於4.0的情況下，矽膠都會帶上負電荷，因而會使得能電離的化合物與矽膠作用，增強了這種附帶的次級作用理（主作用力為非極性相互作用力），而使得此類物質在矽膠-C18上的保留增強，若隻考慮C18的非極性作用力，必然會導致回收結果的不盡人意。3、中性氧化鋁，酸性氧化鋁、堿性氧化鋁，怎麼區分？答：Al2O3 的主要作用力是通過金屬鋁中心與化合物的羥基形成氫鍵來吸附，或者通過離子交換作用。中性氧化鋁（Al-N）：pH為6.5，中性氧化鋁主要通過鋁原子中心與帶有高負電荷的雜原子作用，如：N、O、P、S及富電子的芳香族化合物。Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O；Al2O3 + 2NaOH= 2NaAlO2(偏鋁酸鈉) + H2O酸(suan)化(hua)的(de)氧(yang)化(hua)鋁(lv)和(he)堿(jian)化(hua)的(de)氧(yang)化(hua)鋁(lv)，使(shi)得(de)氧(yang)化(hua)鋁(lv)表(biao)麵(mian)的(de)電(dian)荷(he)性(xing)發(fa)生(sheng)改(gai)變(bian)，如(ru)酸(suan)性(xing)氧(yang)化(hua)鋁(lv)帶(dai)正(zheng)電(dian)荷(he)的(de)中(zhong)心(xin)容(rong)易(yi)吸(xi)附(fu)陰(yin)離(li)子(zi)，並(bing)且(qie)產(chan)生(sheng)偶(ou)極(ji)作(zuo)用(yong)，吸(xi)附(fu)極(ji)性(xing)化(hua)合(he)物(wu)；而堿性則吸附極性和含陽離子官能的化合物。4、為什麼在農殘檢測過程中GCB常見於淨化模式，而不用於富集模式？答：SPE的淨化模式常被用來吸附雜質，而富集模式常被用來吸附目標物質，GCB是一種石墨化碳黑，是將炭黑在惰性氣氛下加熱到2700-3000℃烘(hong)焙(bei)而(er)成(cheng)，它(ta)由(you)六(liu)個(ge)碳(tan)原(yuan)子(zi)構(gou)成(cheng)平(ping)麵(mian)六(liu)角(jiao)形(xing)，並(bing)且(qie)層(ceng)疊(die)而(er)成(cheng)，對(dui)於(yu)芳(fang)香(xiang)平(ping)麵(mian)分(fen)子(zi)，很(hen)容(rong)易(yi)嵌(qian)入(ru)，而(er)具(ju)有(you)較(jiao)強(qiang)吸(xi)附(fu)芳(fang)香(xiang)化(hua)合(he)物(wu)的(de)選(xuan)擇(ze)性(xing)，對(dui)於(yu)其(qi)他(ta)分(fen)析(xi)物(wu)也(ye)有(you)較(jiao)好(hao)的(de)吸(xi)附(fu)性(xing)能(neng)，填(tian)料(liao)的(de)吸(xi)附(fu)與(yu)解(jie)吸(xi)附(fu)的(de)性(xing)能(neng)將(jiang)直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)填(tian)料(liao)的(de)使(shi)用(yong)範(fan)圍(wei)，對(dui)於(yu)GCB而(er)言(yan)，其(qi)吸(xi)附(fu)性(xing)能(neng)較(jiao)強(qiang)，但(dan)是(shi)解(jie)吸(xi)附(fu)的(de)可(ke)逆(ni)性(xing)稍(shao)差(cha)，需(xu)要(yao)選(xuan)擇(ze)合(he)適(shi)強(qiang)度(du)的(de)溶(rong)劑(ji)來(lai)釋(shi)放(fang)被(bei)吸(xi)附(fu)的(de)物(wu)質(zhi)，因(yin)而(er)造(zao)成(cheng)了(le)解(jie)析(xi)溶(rong)劑(ji)匹(pi)配(pei)較(jiao)為(wei)困(kun)難(nan)，由(you)於(yu)其(qi)對(dui)色(se)素(su)等(deng)的(de)優(you)秀(xiu)吸(xi)附(fu)性(xing)能(neng)，因(yin)而(er)在(zai)農(nong)殘(can)樣(yang)品(pin)處(chu)理(li)中(zhong)，常(chang)用(yong)來(lai)吸(xi)附(fu)色(se)素(su)等(deng)雜(za)質(zhi)，而(er)不(bu)是(shi)選(xuan)擇(ze)用(yong)來(lai)保(bao)留(liu)目(mu)標(biao)化(hua)合(he)物(wu)。5、HLB小柱為什麼與傳統的矽膠鍵合C18不一樣，廠商建議可以不活化平衡？答：SPE小(xiao)柱(zhu)活(huo)化(hua)平(ping)衡(heng)的(de)目(mu)的(de)有(you)兩(liang)個(ge)，一(yi)是(shi)使(shi)得(de)鍵(jian)合(he)官(guan)能(neng)團(tuan)填(tian)料(liao)的(de)濕(shi)潤(run)和(he)舒(shu)展(zhan)，使(shi)之(zhi)保(bao)持(chi)對(dui)目(mu)標(biao)化(hua)合(he)物(wu)的(de)最(zui)大(da)吸(xi)附(fu)活(huo)性(xing)，另(ling)外(wai)一(yi)個(ge)目(mu)的(de)就(jiu)是(shi)去(qu)除(chu)填(tian)料(liao)本(ben)身(shen)可(ke)能(neng)引(yin)入(ru)的(de)雜(za)質(zhi)。我(wo)們(men)知(zhi)道(dao)矽(gui)膠(jiao)鍵(jian)合(he)C18，是在矽膠微球表麵鍵合疏水性的C18官能團，為了使得其保持對目標物的充分的吸附活性，需要在濕潤的環境上樣，在填料表層形成的液膜（活化平衡）和上樣的溶劑分子有良好的相容性，目標物在膜間進行傳質，與鍵合C18發生疏水作用而保留，C18本身不具備水浸潤性，直接上水樣，C18蜷縮，而且強的疏水性導致其與溶劑中的目標物質接觸傳質變得困難，因此活化平衡必不可少，HLB小(xiao)柱(zhu)采(cai)用(yong)聚(ju)合(he)物(wu)改(gai)性(xing)材(cai)料(liao)，增(zeng)加(jia)了(le)親(qin)水(shui)基(ji)團(tuan)，使(shi)得(de)在(zai)上(shang)樣(yang)溶(rong)劑(ji)時(shi)就(jiu)能(neng)很(hen)好(hao)的(de)和(he)水(shui)溶(rong)劑(ji)互(hu)溶(rong)，因(yin)而(er)填(tian)料(liao)的(de)官(guan)能(neng)團(tuan)能(neng)在(zai)上(shang)樣(yang)溶(rong)劑(ji)的(de)環(huan)境(jing)下(xia)就(jiu)與(yu)目(mu)標(biao)物(wu)分(fen)子(zi)充(chong)分(fen)接(jie)觸(chu)，而(er)發(fa)生(sheng)傳(chuan)質(zhi)，使(shi)得(de)目(mu)標(biao)物(wu)質(zhi)被(bei)充(chong)分(fen)保(bao)留(liu)住(zhu)。（1）tongchangyouyufanxiangcuiquzaihuahewudeqianchulizhongshiyongdebijiaoduo，zhengrufanxiangsepuzaisepuzhongzuoweichangjiandefenlifangfayiyang，zaifanxiangcuiquzhongdelinxiyechangweishuixianghuozhehanshuidehuanchongrongye，quchushuifen，keyibianyuhouxuganzaonongsuobuzhou。（2）有的項目，在淋洗步驟完成後，直接用一定體積的洗脫液，比如1ml的甲醇洗脫，此過程將洗脫與定容集為一步處理，前一步的處理必然對洗脫步驟的定量結果產生影響。（3）便(bian)是(shi)溶(rong)劑(ji)互(hu)溶(rong)問(wen)題(ti)，當(dang)淋(lin)洗(xi)步(bu)驟(zhou)使(shi)用(yong)的(de)溶(rong)劑(ji)極(ji)性(xing)與(yu)洗(xi)脫(tuo)溶(rong)劑(ji)的(de)極(ji)性(xing)差(cha)異(yi)較(jiao)大(da)時(shi)，會(hui)產(chan)生(sheng)乳(ru)化(hua)分(fen)層(ceng)，洗(xi)脫(tuo)阻(zu)力(li)大(da)，洗(xi)脫(tuo)液(ye)被(bei)稀(xi)釋(shi)的(de)風(feng)險(xian)等(deng)，導(dao)致(zhi)洗(xi)脫(tuo)效(xiao)果(guo)的(de)差(cha)異(yi)，以(yi)致(zhi)於(yu)實(shi)驗(yan)結(jie)果(guo)的(de)失(shi)敗(bai)。7、我們在使用矽膠鍵合填料類型的色譜柱的時候，出於對色譜學的常識，知道了矽膠鍵合填料一般廠商建議的pH使用範圍為2-8，那麼對於使用矽膠鍵合的填料的固相萃取小柱，是否需要嚴格遵守這樣一條規定？答：首先，我們需要了解到，廠家建議的pH2-8的耐受範圍，是為了保證色譜柱的正常使用壽命，矽膠鍵合相在超出耐受的pH範圍使用，會導致鍵合相與矽膠基質的斷裂，因此會損害色譜柱柱效和保留特性，但是我們知道這個pHnaishouzhifanweiwaiderongjiduiyusepuzhudeyingxiang，zhuyaoshiyigejileixingdeguocheng，zairongjichongshuaxia，zhujianrongjieerdaozhisepuzhuxingnenggaibianhebukeni，shoumingjianduan。SPE小柱和色譜柱的一個差異就是，SPE是shi一yi次ci性xing消xiao耗hao品pin，在zai耐nai受shou的de溶rong劑ji範fan圍wei外wai，短duan暫zan時shi間jian的de溶rong劑ji衝chong刷shua對dui於yu小xiao柱zhu的de保bao留liu特te性xing影ying響xiang甚shen微wei，並bing不bu會hui導dao致zhi其qi保bao留liu顯xian著zhu差cha異yi，因yin此ci其qi使shi用yong的depH範圍更寬，一般可以在pH值範圍1-10使用，而不會導致其結果的差異性。
編輯：songjiajie2010
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