固相萃取裝置(Solid-Phase Extraction,SPE)是一種廣泛應用于分析化學領域的樣品前處理設備,主要用于液體樣品中目標化合物的分離、純化與富集。其基本原理基于液相色譜技術,利用固體吸附劑(如C18、硅膠、離子交換樹脂等)對目標物的選擇性吸附,將待測成分從復雜基質(如水、血液、食品提取液等)中提取出來,同時去除干擾雜質,從而提高后續色譜或質譜分析的準確性與靈敏度。
以下是固相萃取裝置具體的操作步驟:
1.操作前準備
裝置檢查:確認真空歧管(Manifold)各通道閥門靈活、O型圈無破損;連接真空泵與緩沖瓶,檢查真空度能否穩定達到-0.08~-0.1 MPa。
樣品預處理:液體樣品需經0.45μm或0.22μm濾膜過濾(或離心),去除懸浮顆粒,防止堵塞SPE柱填料;必要時調節樣品pH或離子強度以匹配柱子的保留條件。
裝柱與收集:將SPE小柱插入裝置孔位,下方對應放好廢液管(上樣/淋洗階段)和干凈的收集管(洗脫階段)。
2.柱活化與平衡(Conditioning&Equilibration)
活化(潤濕):先用3~5 mL強溶劑(如甲醇、正己烷,依柱類型而定)緩慢通過柱子,目的是潤濕填料表面、打開孔結構并去除生產殘留。觀察液面,確保溶劑浸潤均勻,無溝流。
平衡:再用3~5 mL弱溶劑(如水、緩沖液或上樣液對應的溶劑)通過柱子,使填料環境與上樣樣品相容,防止樣品組分在柱頭沉淀或分布不均。
關鍵點:活化平衡后,必須保持填料上方有約2~5 mm的液層,絕對不能讓填料抽干(變白),否則會導致回收率大幅下降和重現性變差。
3.上樣(Sample Loading)
將預處理好的樣品溶液緩慢加入柱中,開啟真空(或正壓),控制流速在1~3 mL/min(約1滴/秒)。
目的是讓目標物充分保留在填料上,而水基質或弱保留干擾物隨濾液流入廢液管。
上樣完畢,可繼續抽氣幾秒,將柱內殘留液體抽至篩板位置(但仍需保持填料濕潤)。
4.淋洗(Washing)
加入3~5 mL淋洗液(極性介于上樣液和洗脫液之間,如5%~10%甲醇水溶液),控制流速通過柱子,收集至廢液管。
目的是洗脫掉吸附力較弱的基質干擾物(如色素、脂肪、鹽類等),而目標物仍牢牢保留在柱上。
注意:淋洗液強度需通過方法開發確定,過強會導致目標物流失,過弱則除雜效果不佳。
5.干燥(Drying,可選但推薦)
若后續洗脫劑為非極性有機溶劑(如乙酸乙酯、正己烷),或用于GC分析,需在淋洗后通入空氣或氮氣30~60秒,或抽真空1~2分鐘,吹干柱床中的殘留水分。
防止水分稀釋洗脫溶劑,提高洗脫效率和重現性。(若洗脫劑是甲醇/乙腈且用于LC,此步可省略)。
6.洗脫(Elution)
換上干凈的收集管(如10 mL玻璃管或2 mL色譜瓶)。
加入1~3 mL強洗脫溶劑(如純甲醇、乙腈、二氯甲烷或酸化/堿化溶劑),可讓溶劑在柱床上浸泡30~60秒以增強解吸附,然后控制慢速(0.5~1 mL/min)通過。
為提高回收率,可用新鮮洗脫劑重復洗脫1次,合并收集液。
此時收集液中即為純化、富集后的目標物。
7.后處理與收尾
濃縮定容:將洗脫液用氮吹儀吹干(或旋轉蒸發),用初始流動相或合適溶劑定容至一定體積,供HPLC/GC/MS分析。
清場:關閉真空,取下廢柱(按危廢處理),清洗歧管滴液管/導流針(用甲醇/水),擦干水漬;倒掉廢液瓶,檢查緩沖瓶液位。