固相萃取技術(shù)（SPE儀器裝置）
固相萃取技術(shù)（SPE儀器裝置）4.2無(wú)機(jī)固相萃取材料
主要官能團(tuán)：非鍵合的活性硅土（Unbonded, activated silica）；主要作用力是極性，第二作用力是陰離子交換。
      SI被人們認(rèn)為是zui強(qiáng)的極性填料。未鍵合的活性硅具有酸性。硅膠的這種特性使得其可以吸附空氣中的水分，因此必須注意在使用前需確保其干燥。由于SI的高極性，在使用SI填料進(jìn)行極性吸附時(shí)一定不能使用極性溶劑處理SI柱。如果需要在SPE柱預(yù)處理時(shí)使用極性溶劑，則應(yīng)該改用2OH或NH2填料。
      在分離結(jié)構(gòu)相似的化合物時(shí)，SI是理想的填料。將目標(biāo)化合物溶在非極性溶劑中，然后通過(guò)增加THF或乙酸乙酯來(lái)逐漸增加溶劑的極性將機(jī)構(gòu)相近的化合物分開(kāi)。
弗羅里硅藻土
      弗羅里硅藻土是極性吸附劑。適用于從非極性的基液中萃取極性化合物（如胺類、羥基類及含雜原子或雜環(huán)化合物）。
氧化鋁
結(jié)構(gòu)：Al2O3
      酸性氧化鋁（Al-A）的pH約為5，具有很高的活性。酸性氧化鋁可以通過(guò)鋁金屬的中心與化合物羥基的氫形成氫鍵將化合物吸附?；蛲ㄟ^(guò)離子交換將帶有負(fù)電荷的化合物吸附?？梢酝ㄟ^(guò)控制氧化鋁表面的pH來(lái)控制其吸附作用。用酸洗氧化鋁可以使得其吸附堿性化合物的能力下降。酸性氧化鋁主要用于吸附極性化合物或具有陰離子官能團(tuán)的化合物。
      中性氧化鋁（Al-N）的pH約為6.5，具有很高的活性。中性氧化鋁可以通過(guò)鋁金屬的中心與化合物羥基的氫形成氫鍵將化合物吸附?；蛲ㄟ^(guò)離子交換將帶有負(fù)電荷的化合物吸附?？梢酝ㄟ^(guò)控制氧化鋁表面的pH來(lái)控制其吸附作用。中性氧化鋁的表面能夠通過(guò)其鋁原子中心與帶有高負(fù)電荷的雜原子（雜環(huán)化合物）作用。如：N、O、P、S。也可以與富電的芳香結(jié)果的化合物作用。這種填料可以將胺類或芳香族化合物從水相或非水相基液中吸附。
    堿性氧化鋁（Al-B）的pH約為8.5，具有很高的活性。堿性氧化鋁可以通過(guò)鋁金屬的中心與化合物羥基的氫形成氫鍵將化合物吸附?；蛲ㄟ^(guò)離子交換將帶有負(fù)電荷的化合物吸附?？梢酝ㄟ^(guò)控制氧化鋁表面的pH來(lái)控制其吸附作用。用堿性溶液淋洗這種填料使得填料表面帶負(fù)電。具有陽(yáng)離子官能團(tuán)的化合物可以通過(guò)堿性氧化鋁表面的負(fù)電荷吸附。堿性氧化鋁主要用于吸附極性化合物或具有陽(yáng)離子官能團(tuán)的化合物。
活性碳
      活性碳是zui早使用的含碳固相萃取材料。主要用于萃取中等極性至低極性的有機(jī)化合物。由于這種材料對(duì)部分目標(biāo)化合物的吸附常常是不可逆的，而且對(duì)一些化合物的回收率較低。因此，目前很少使用這種材料。
石墨碳黑（Graphitized carbon black）
      石墨碳黑（GCB）是通過(guò)對(duì)碳黑加熱(2700-3000℃)而得到的。主要用于萃取非極性及中等極性有機(jī)化合物。早期的石墨碳黑是無(wú)孔的。表面積在100m2/g。近期的石墨碳黑表面積可達(dá)210 m2/g。由于氧的化學(xué)吸附，碳黑表面結(jié)構(gòu)上含有氧復(fù)合物。其結(jié)構(gòu)類似于含氫醌、醌、等。這些功能團(tuán)具有很強(qiáng)的極性，可以吸附一些酸性化合物。由于這些功能團(tuán)的存在，石墨碳黑表面帶有一些正電荷，具有陰離子交換的功能。
多孔石墨碳（Porous Graphitized carbon）
      多孔石墨碳 (PGC) 具有平面晶體的表面，六個(gè)碳原子組成的平面六角形具有顯著的疏水（非極性）特征。對(duì)石墨碳進(jìn)行處理后得到的多孔石墨碳商品化的多孔石墨碳的顆粒大小與硅膠材料相近。其平均表面積在120 m2/g。多孔的平均直徑為25 nm。多孔率為75%。這種材料幾何結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不會(huì)膨脹及收縮?？梢栽谒械膒H范圍使用。多孔石墨碳萃取機(jī)理與傳統(tǒng)的C18及PS-DVB聚合材料有明顯的不同。由于多孔石墨碳是通過(guò)范德華力將其多層水晶結(jié)構(gòu)合為一體，多孔石墨碳可以通過(guò)疏水作用及電子作用吸附非極性以及極性化合物，包括水溶性的化合物。
固相萃取技術(shù)（SPE儀器裝置）4.3高聚物固相萃取材料
為了解決硅膠材料的多種作用力的問(wèn)題，人們開(kāi)始采用高聚物作為色譜或SPE材料。為了滿足固相萃取的要求，這些高聚物往往需要經(jīng)過(guò)交聯(lián)，使其性質(zhì)更加穩(wěn)定。目前較為常見(jiàn)的是聚苯乙烯-二乙烯苯[(poly)styrene-divinyl- benzene，簡(jiǎn)稱PS-DVB或SDB]為填料的聚合物SPE柱。由于聚合物填料沒(méi)有以硅膠為基質(zhì)常見(jiàn)的硅羥基，因而萃取機(jī)理單一，不會(huì)產(chǎn)生鍵合硅膠柱常見(jiàn)的副作用力。采聚合物SPE柱的另一個(gè)好處是這種材料可以在pH1-14廣范圍使用。
GDX 401
GDX401是由二乙烯苯和含氮雜環(huán)化合物共聚而成的高分子聚合物。中等極性，略呈堿性。表面積為370 m2/g。
GDX403
GDX403是由二乙烯苯和N-乙烯吡咯烷酮共聚而成的高分子聚合物。同時(shí)具有親水及親脂的特點(diǎn)。表面積為280 m2/g。由于是共聚物所以可以在pH0-14范圍使用?？梢杂糜谌〈鶦18柱。
H2O-Philic DVB（J.T. Baker）
H2O-Philic DVB填料是疏水二乙烯苯共聚物?？梢栽趐H0-14范圍使用?？梢杂糜谌〈鶦18柱。其功能類似于Waters的Oasis HLB。柱容量為 0.85 μeq/mg。
H2O- Philic SC-DVB（J.T. Baker）
H2O-Philic SC-DVB填料是疏水磺酸-二乙烯苯共聚物。屬于非極性及陽(yáng)離子交換混合型SPE柱?？梢栽趯抪H范圍使用。其反相非極性柱容量為0.85 μeq/mg；陽(yáng)離子交換柱容量為0.8 μeq/mg。該填料類似于Oasis MCX。
H2O- Philic SA-DVB柱（J.T. Baker）
H2O-Philic SC-DVB填料是疏水季胺-二乙烯苯共聚物。屬于非極性及陰離子交換混合型SPE柱?？梢栽趯抪H范圍使用。其反相非極性柱容量為0.8 μeq/mg；陽(yáng)離子交換柱容量為0.6 μeq/mg。該填料類似于Oasis MAX。
Oasis HLB柱（Waters）
HLB填料是N-乙烯吡咯烷酮-二乙烯苯共聚物。同時(shí)具有親水及親脂的特點(diǎn)。其表面積比普通的C18填料高2-3倍，因此其柱容量也比普通C18柱高。HLB柱可以用于取代C18柱。
Oasis MCX柱（Waters）
MCX填料是N-乙烯吡咯烷酮-苯磺酸共聚物。屬于陽(yáng)離子交換及反相非極性混合填料。這種填料沒(méi)有傳統(tǒng)硅膠填料的羥基的影響。由于是共聚物所以可以在pH0-14范圍使用。其陽(yáng)離子容量為1 meq/gram。
Oasis MAX柱（Waters）
MAX填料是乙烯吡咯烷酮-季胺基共聚物。屬于陰離子交換及反相非極性混合填料。這種填料沒(méi)有傳統(tǒng)硅膠填料的羥基的影響。由于是共聚物所以可以在pH0-14范圍使用。其陰離子容量為0.3 meq/gram。
固相萃取技術(shù)（SPE儀器裝置）4.4免疫親和固相萃取材料
免疫檢測(cè)（Immunoassay）具有速度快、靈敏度高、花費(fèi)低的特點(diǎn)。當(dāng)是，這種技術(shù)較難區(qū)別交叉反應(yīng)物，不能夠定量分析。將免疫檢測(cè)技術(shù)與色譜技術(shù)結(jié)合在一起就成為了具備兩者特點(diǎn)的免疫色譜技術(shù)（Immunochromatogrphic techniques）。免疫親合萃?。↖mmunoaffinity extraction）技術(shù)是免疫色譜技術(shù)的一個(gè)主要應(yīng)用。免疫親合固相萃取柱 (IASPE) 與經(jīng)典的固相萃取柱的不同之處在于IASPE柱中的功能組分是抗體，而不是我們常說(shuō)的功能團(tuán)。這些抗體包括單克隆及多克隆抗體。通過(guò)共價(jià)結(jié)合、包埋或生物分子俘獲等方式將這些抗體固定在固相萃取材料上就形成了免疫親合固相萃取材料。
     免疫親合萃取的基本原理如下圖所示，將樣品載入免疫親合固相萃取柱上，目標(biāo)化合物及交叉反應(yīng)物（cross-reactants）被鍵合保留在免疫親合柱上。通過(guò)溫和的洗滌步驟將弱鍵合干擾物除去。zui后將小心地用混合溶劑或緩沖溶液將目標(biāo)化合物洗脫。
     目前已有許多商品化的免疫親合固相萃取柱面世。免疫親合固相萃取技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于生物毒素（如黃曲霉素、玉米烯酮、赭曲霉素等）、多環(huán)芳烴（PAHs）及除草劑的萃取凈化。
4.5分子印記固相萃取材料
分子印記固相萃取柱是以分子印記聚合物（Molecularly Imprinted Polymers, MIP）為填料的。這種材料對(duì)目標(biāo)化合物的親合力具有類似于抗體的高選擇性。
分子印記聚合材料具有高穩(wěn)定性和高選擇性。所吸附的目標(biāo)化合物在三維立體結(jié)構(gòu)及功能團(tuán)必須滿足分子印記聚合材料相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)。因?yàn)橹挥蟹仙鲜鰲l件的目標(biāo)化合物才能夠很好地“鑲嵌"在分子印記材料上。
       分子印記聚合材料的合成可通過(guò)共價(jià)及非共價(jià)方式進(jìn)行。共價(jià)合成方式較少使用。較多使用的是非共價(jià)方式。如下圖所示，非共價(jià)合成方式一般分為三步：*步是將印記模板與帶有功能團(tuán)的單體組合為一體。第二步是在交聯(lián)劑及聚合引發(fā)劑的作用下完成*步得到的單體-模板與剛性多孔共聚物聚合；第三步是將印記模板除去得到具有特定結(jié)構(gòu)的分子印記聚合材料
      目前，市場(chǎng)上已有多種商品化的分子印記固相萃取柱面市。其應(yīng)用有包括鹽酸克侖特羅在內(nèi)的β-興奮劑、苯塔松、三嗪類藥物、茶堿、尼古丁及其同系物、三苯氧胺（抗雌激素）等。
固相萃取技術(shù)（SPE儀器裝置）4.6限進(jìn)介質(zhì)固相萃取材料
在使用JTONE系列固相萃取柱萃取富集生物樣品中的小分子分析物中，經(jīng)常遇到樣品中的大分子蛋白質(zhì)、核酸等遇到疏水性反相SPE填料時(shí)發(fā)生變性。變性后的大分子吸附在填料的表面，造成SPE柱堵塞、柱效下降、吸附容量減少等問(wèn)題。限進(jìn)介質(zhì)SPE填料在一定程度上解決了上述問(wèn)題。這種SPE填料同時(shí)具有對(duì)大分子的體積排阻功能及對(duì)小分子的萃取功能。
      人們通過(guò)對(duì)填料孔徑的控制及對(duì)填料表面進(jìn)行適當(dāng)?shù)挠H水性修飾，使得生物或環(huán)境樣品中的大分子不能進(jìn)入填料的孔徑內(nèi)。而表面親水性的填料使得生物大分子在填料表面不會(huì)發(fā)生不可逆的變性及吸附。
     由于大分子不被吸附，所以在死體積或近于死體積的情況下被洗脫除去。而填料孔內(nèi)的反相或離子交換官能團(tuán)則吸附樣品中的小分子。這樣就實(shí)現(xiàn)了在大分子存在的條件下選擇性地吸附小分子的目的。
     目前RAM主要應(yīng)用領(lǐng)域是生物體液的分析。包括細(xì)胞培養(yǎng)液、牛奶、尿液、清、漿等。主要測(cè)定的藥物包括：安定類、β阻滯劑、阿托品、普魯卡因等堿性藥物、激素類。也有用于有機(jī)磷酸三酯農(nóng)藥的樣品凈化。在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用主要包括河水、湖水、地表水、廢水中的除草劑殘留、農(nóng)藥殘留及激素殘留的樣品處理。
固相萃取技術(shù)（SPE儀器裝置）(六) 參考資料：杭州聚同電子有限公司