固相萃取儀(SPE)作為一種高效的樣品前處理技術(shù)，其性能受多種因素影響，包括固定相選擇、樣品特性、操作條件、柱容量及環(huán)境因素等。以下從關(guān)鍵影響因素出發(fā)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)分析：
一、固定相(SPE柱)的選擇與性能
1. 填料類型與極性匹配
SPE柱的固定相需根據(jù)目標(biāo)化合物的極性、電荷及分子大小選擇。例如：
- 反相C18柱：適用于非極性或弱極性物質(zhì)(如環(huán)境污染物)，但需注意硅膠基質(zhì)表面硅羥基在pH>4時(shí)的離子化效應(yīng)。
- 正相柱：用于極性物質(zhì)，受pH影響較小。
- 離子交換柱：通過(guò)調(diào)節(jié)pH控制目標(biāo)物的離子化狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)選擇性吸附(如陰離子交換柱吸附堿性物質(zhì))。
2. 柱容量與突破體積
- 柱容量指填料對(duì)目標(biāo)物的最大吸附量，硅膠基質(zhì)柱容量通常為填料質(zhì)量的5%，聚合物基質(zhì)則為其3倍。若上樣量超過(guò)柱容量，目標(biāo)物會(huì)過(guò)早穿透，導(dǎo)致回收率下降。
- 突破體積與樣品濃度相關(guān)，高濃度樣品需降低上樣量或稀釋后進(jìn)樣。
二、樣品特性的影響
1. pH值與離子化狀態(tài)
- 調(diào)節(jié)樣品pH可控制目標(biāo)物與干擾物的離子化狀態(tài)，從而改變其在固定相上的保留行為。例如：
- 堿性物質(zhì)在低pH環(huán)境下呈離子態(tài)，易與硅羥基形成靜電吸引，導(dǎo)致C18柱回收率下降；
- 酸性物質(zhì)需酸化處理以中性形態(tài)吸附于反相柱。
- 離子交換柱需通過(guò)pH調(diào)控使目標(biāo)物帶電，與固定將發(fā)生離子交換作用。
2. 樣品基質(zhì)復(fù)雜度
- 高有機(jī)溶劑含量的樣品可能導(dǎo)致目標(biāo)物在上樣時(shí)不被保留(如反相柱中甲醇占比過(guò)高)。
- 顆粒物或黏度較高的樣品可能堵塞柱床，影響流速穩(wěn)定性。
三、操作條件的優(yōu)化
1. 流速控制
- 活化流速：需適中(如1 mL/min)以確保填料官能團(tuán)充分展開。
- 上樣與洗脫流速：過(guò)快會(huì)導(dǎo)致填料浸潤(rùn)不充分、溝渠效應(yīng)或傳質(zhì)效率低，推薦流速≤1 mL/min(痕量富集時(shí)≤5 mL/min)。
2. 洗脫溶劑的強(qiáng)度與體積
- 洗脫溶劑極性需與固定相匹配，反相柱常用甲醇或乙腈，正相柱用非極性溶劑(如己烷)。
- 洗脫體積需平衡回收率與富集倍數(shù)，可通過(guò)多次小體積洗脫優(yōu)化。
四、柱處理與環(huán)境因素
1. 活化與淋洗步驟
- 活化溶劑需與固定相兼容(如反相柱用甲醇或丙酮潤(rùn)濕)，避免填料干燥。
- 淋洗后抽干水分可減少乳化風(fēng)險(xiǎn)，提高洗脫效率。
2. 環(huán)境與耗材質(zhì)量
- 實(shí)驗(yàn)室溫度波動(dòng)可能影響填料性質(zhì)(如硅膠柱在高溫下溶膠化)。
- 低質(zhì)量SPE柱或污染的器具會(huì)導(dǎo)致交叉污染或結(jié)果偏差。
五、其他關(guān)鍵因素
1. 交叉污染防控
- 重復(fù)使用SPE柱需再生，避免殘留干擾物。
- 農(nóng)殘檢測(cè)中常采用GCB凈化色素，但需注意其解吸困難性。
2. 方法驗(yàn)證
- 需通過(guò)加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)評(píng)估方法的準(zhǔn)確性(回收率應(yīng)達(dá)80%-115%)，并考察精密度與檢測(cè)限。