固相萃取装置的核心操作围绕填料展开,填料的类型决定了萃取机理,进而导致操作步骤的关键差异。常见固相萃取填料主要分为反相、正相、离子交换三大类,此外还有吸附型等特殊填料,各类填料的操作步骤在活化、上样、淋洗、洗脱四个核心环节均有明显区别,直接影响萃取效率和分离效果,以下详细解析其操作差异。
反相填料以C18、C8等非极性填料为代表,主要通过疏水作用保留非极性至中等极性目标物,操作步骤侧重“极性梯度调控”。活化环节需先用甲醇等水溶性有机溶剂冲洗填料,去除杂质并激活疏水位点,再用水平衡,确保填料处于水合状态,避免上样时目标物吸附不完全,全程需防止填料干涸。上样时需控制流速在1ml/min左右,样品需用极性溶剂溶解,确保目标物与填料充分作用。淋洗选用含0-50%极性溶剂的缓冲溶液,去除弱吸附的干扰杂质,淋洗后需将小柱抽干。洗脱则用非极性或低极性溶剂,通过破坏疏水作用将目标物洗脱,流速需保持平缓以提高回收率。
正相填料如硅胶、Florisil等,极性较强,依靠极性作用保留中等至强极性目标物,操作步骤核心是“非极性体系维持”。活化环节无需水平衡,直接用正己烷、二氯甲烷等非极性有机溶剂冲洗,去除填料中的极性杂质,建立非极性吸附环境。上样时样品需用非极性溶剂溶解,避免极性溶剂破坏填料的吸附位点。淋洗采用极性略强于活化溶剂的非极性试剂,选择性去除干扰物,无需抽干小柱。洗脱则用极性更强的溶剂,逐步破坏目标物与填料的极性作用,实现目标物的高效收集,溶剂洗脱强度需循序渐进。
离子交换填料分为阳离子交换(SCX)和阴离子交换(SAX)两类,通过离子交换作用保留带电目标物,操作步骤重点是“pH值与离子强度控制”。活化环节需根据样品溶剂调整,极性溶剂体系下,先用水溶性有机溶剂活化,再用水平衡,最后用特定pH值的缓冲溶液平衡,确保填料完全离子化。上样时需严格控制样品pH值,阳离子目标物需使pH值低于其pKa值两个单位,阴离子目标物则需高于其pKa值两个单位,保证目标物带电并与填料结合。淋洗用弱缓冲溶液,维持离子强度稳定,去除未结合的中性干扰物。洗脱通过调节pH值或提高离子强度,中和目标物电荷,破坏离子交换作用,实现洗脱。
此外,吸附型填料如活性炭、石墨化碳等,操作步骤相对简化,活化用样品溶剂即可,上样时目标物直接被物理吸附,淋洗选用对干扰物溶解度高的试剂,洗脱则用能破坏物理吸附的强洗脱剂。各类填料操作的核心差异源于其作用机理,掌握这些差异,才能精准调控操作步骤,避免出现填料失效、目标物流失等问题,充分发挥固相萃取装置的分离净化作用。