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SPE——通过固相萃取进行样品富集和纯化为何使用固相萃取（SPE）技术1. 您需要从样品中去除特定干扰物，以免它们在目标分析物的检测和定量过程中影响实验结果。
在此处所示的示例中，不适当的样品制备方案未能去除干扰物，导致提取物呈现出残留的黄色干扰物，色谱图中目标分析物与多个干扰峰发生了重叠。
2. 您需要提高初始样品中目标分析物的浓度，以便所用的分析技术能够更轻松地对其进行检测和准确定量。
如果目标分析物可被较强地保留，那么可能需要在SPE色谱柱上加载较大的样品量，随后仅以极小体积的洗脱液将此分析物洗脱下来，由此提高样品中分析物的浓度。
3. 您需要去除样品中的干扰物（即使不可见），这些干扰物会在质谱检测中抑制目标分析物的信号。
在此处的示例中，蛋白沉淀法无法去除血浆提取物中的磷脂，从而造成严重的离子抑制。
优化的复合模式SPE方案可获取最纯净的提取物，并可在最大程度上降低离子抑制效应。
What is Solid-Phase Extraction (SPE)?Don't be confused by the term solid-phase extraction [SPE]. A typical SPE device has 50 times more separation power than a simple, single liquid-liquid extraction. SPE is actually column liquid-solid chromatography. Since SPE is liquid chromatography [LC], its practice isgoverned by LC principles. A sample is introduced into a column or a cartridge device containing a bed of appropriate particles, or other form, of a chromatographic packing material [stationary phase]. Solvent [mobile phase] flows through the bed. By choosing an appropriate combination of mobile and stationary phases, sample components may pass directly through the column bed, or they may be selectively retained.Individual compounds in the sample each typically appear to travel at different speeds through the device. Using a weaker solvent causes them to move slowly and/or be strongly retained. A stronger solvent speeds up their passage through the bed and elutes the analyte(s) in a more concentrated volume. Elution from an SPE device is usually done by increasing the strength of the mobile phase in a series of discrete, rather than continuous, steps during which selected analytes or interferences are either fully retained or rapidly eluted-this variation of gradient elution called a step gradient.Most commonly, SPE is practiced using miniature column or cartridge devices. An example is shown here. A mixture of three dyes is loaded onto the cartridge in a weak solvent, causing strong sample retention in a narrow band that appears black at the column inlet. Subsequent gradient steps, each with a successively stronger solvent, are used to elute the dyes individually [yellow, red, then blue].Typical SPE cartridges are low-pressure devices-constructed of solvent-resistant plastic or glass-filled with particles ≥30 µm in diameter. Suitable flow rates may be achieved by gravity or with the assistance of vacuum or low positive pressure. [The latter requires putting a cap on the open inlet of a column or using a sealed device with inlet and outlet fittings.]Importance of Sample PreparationIn the last two decades, dramatic advances in analytical instrumentation and laboratory information management systems shifted the analyst's predominant tasks from assaymeasurements to sample preparation and data processing. As the stringency of requirements for higher sensitivity, selectivity, accuracy, precision, and number of samples to be processed has escalated, the corresponding increases in speed and sophistication of analysis and data collection have outpaced improvements in the many traditional techniques of samplecollection and preparation. By some estimates, 75 to 80% of the work activity and operating cost in a contemporary analytical lab is spent processing and preparing samples forintroduction or injection into an analytical separation and/or measurement device. Clearly, efforts directed and products designed to streamline sample preparation protocols are essential to future progress in analytical science.Goals of Sample PreparationSuccessful sample preparation for most analytical techniques [HPLC, GC, spectrophotometry, RIA, etc.] has a threefold objective: namely, to provide the sample component of interest▪in solution▪free from interfering matrix elements▪at a concentration appropriate for detection or measurement.To accomplish these goals, a sample, or a representative portion thereof [not always easy to obtain], is prepared via traditional methods of dissolution, homogenization, extraction[liquid- or solid-phase], filtration, concentration, evaporation, separation, chemicalderivatization, standardization [internal or external], etc.Usually such methods are used in combinations of multiple steps, which form a sample prep protocol. The fewer steps and methods used in any given protocol, the simpler, moreconvenient, cost effective, and less time consuming it is. Simpler protocols lend themselves more readily to automation and also lead to increased accuracy, reliability, reproducibility, and safety.Innovation in Sample Preparation MethodsThere are many ways to combine standard tools and techniques to accomplish the goals of sample prep. However, it is best to seek innovative means to streamline sample prepprotocols:▪to combine the functions of several steps, if possible, into one operation;▪to eliminate needless sample transfers and manipulations;▪to reduce the scale as much as practicable [gaining economies of time, labor, and cost];▪to use new tools in creative ways.Benefits of Solid-Phase Extraction [SPE] CartridgesWhen compared to other sample preparation processes, solid-phase extraction using SPE cartridges offers:Lower Cost • lower solvent consumption• lower reagent consumption• less apparatusGreater Recoveries • min imal sample transferFaster Protocol • fewer stepsGreater Safety • less exposure to toxic agentsGreater Accuracy • no cross contaminationNo Emulsion Problems • less sample handling• fewer stepsNo Transporting of Samples to Lab • direct field samplingReduced Harm to Labile Samples • minimal evaporationMinimal Glass Breakage • less glassware used, less to washAchieving Sample Preparation Objectives with Solid-Phase Extraction [SPE]▪To remove sample constituents that elute after the analytes of interest or are strongly adsorbed:▪use solid-phase extraction with sorbent surface chemistry that is the same as that in the analytical HPLC column.▪tailor the gradient steps to elute analytes selectively.▪To remove sample constituents that coelute with an analyte of interest:▪use solid-phase extraction with sorbent surface chemistry and/or separation mode different from that in the analytical column.▪tailor the gradient steps to elute analytes selectively.▪To enrich sample components present in low concentration:▪tailor the gradient steps to elute analytes selectively.▪use "large" sample volumes in adsorption-promoting solvent.▪use "small" collection volume in desorption-promoting solvent.▪use sorbent chemistry tailored to the analyte, independent of that in analytical column.▪carefully choose chemistry of solid-phase extraction column so further sample prep will be unnecessary.▪To desalt samples:▪first, adsorb analytes on reversed-phase sorbent while salt breaks through unretained.▪then, after using water to wash away residual salt, desorb analytes using water-miscible organic solvent.▪To exchange solvents:▪adsorb the sample completely onto a strongly retentive sorbent and flush away the original solvent with a weaker eluent.▪elute the analyte with the desired solvent.▪To fractionate classes of compounds:▪use a step-gradient sequence to divide a sample-on the basis of hydrophobicity, polarity, or charge-into fractions containing groups of analytes that share common properties.▪To derivatize analytes using solid-phase reagents:▪adsorb a derivatization reagent on the surface of the sorbent; then, collect the sample (usually a gas) under conditions that favor complete adsorption of the analyte; wait for the reaction to occur and then selectively elute the derivative.SPE is ChromatographyKeep in mind that solid-phase extraction has the same fundamental basis as HPLC. Any knowledge of the chromatographic behavior of the analytes of interest, and of other matrix components, can help in choosing the proper sorbent and eluents. If, for example, you know that certain chromatographic conditions provide excellent separation of your analyte from interferences, then you may choose a similar SPE sorbent and solvent combination. Similarly, if you are trying to remove an interference that coelutes in HPLC, then you know a priori that similar SPE conditions will not be successful.General Elution ProtocolsThere are two general strategies for isolating and cleaning up sample components of interest:▪adsorb matrix interferences while components of interest pass through the cartridge unretained.▪adsorb components of interest while matrix interferences pass through the cartridge unretained.The first strategy is usually chosen when the desired sample component is present in high concentration. When components of interest are present at low levels, or multiplecomponents of widely differing polarities need to be isolated, then the second strategy is generally employed. Trace enrichment of compounds present at extremely low levels and concentration of dilute samples are also achieved by the second strategy.Steps of a Solid-Phase Extraction ProcedureThe following section describes the steps involved in a complete solid-phase extraction procedure. In many applications, one or more of the steps, listed below and subsequently described by general examples, can be omitted, thereby simplifying the procedure. The procedures illustrated here use samples containing dyes so that separations may be easily visualized. Keep in mind that most samples contain colorless components that require some type of detector or test to locate them in the collected fractions. Use the following information as a guideline in the development of your own procedure or when modifying procedures published in the literature.1.Pretreatment of the sample2.Conditioning of the cartridge3.Loading the sample4.Elution of the fractionsPrincipal Separation Modes in Solid-Phase Extraction [SPE]Normal-Phase ChromatographyThis mode is classically used to separate neutral organic compounds whose chemical nature ranges from hydrophobic to moderately polar.To perform normal-phase chromatography with SPE cartridges, use a step gradient of nonpolar solvents with a polar packing material.1.Condition the cartridge with six to ten hold-up volumes of non-polar solvent, usually thesame solvent in which the sample is dissolved.2.Load the sample solution onto the cartridge bed.3.Elute unwanted components with a non-polar solvent.4.Elute the first component of interest with a more polar solvent.5.Elute remaining components of interest with progressively more polar [stronger]solvents.6.When you recover all of your components, discard the used cartridge in a safe andappropriate manner.This procedure is illustrated in the figure below for a sample containing a mixture of three neutral, relatively non-polar organic dyes [yellow, red, and blue] that appears black when initially loaded onto the cartridge bed.Illustration of a General Elution Protocol for Normal-Phase Chromatography on SPECartridges(Silica, Florisil, Alumina, Diol, CN, NH2)Reversed-Phase ChromatographyBecause of the multiplicity of aqueous samples spanning a breadth of applications from environmental water to fruits and vegetables, from beverages to biological fluids, reversed-phase chromatography has become the predominant mode of SPE.To perform reversed-phase chromatography with SPE cartridges, use a gradient of strongly to weakly polar solvents [from weak to strong solvent elution strength] with a non-polar packing material.1.Solvate the silica-bonded phase or polymer packing with six to ten hold-up volumes ofmethanol or acetonitrile. Flush the cartridge with six to ten hold-up volumes of water or buffer. Do not allow the cartridge to dry out [unless using HLB].2.Load the sample dissolved in a strongly polar [weak] solvent [typically water].3.Elute unwanted components with a strongly polar solvent.4.Elute weakly retained components of interest with a less polar solvent.5.Elute more tightly bound components with progressively more non-polar [stronger]solvents.6.When you recover all the components of interest, discard the used cartridge in a safe andappropriate manner.This procedure is illustrated in the figure below for a sample of an aqueous grape drink containing two polar food dyes [red and blue], as well as sugar and artificial flavor [but no real grape juice!]. As prepared, this drink appears light purple in a glass, since the dye concentration is dilute. When a portion is loaded onto a prepared SPE cartridge, the strongly retained dyes become concentrated near the inlet in a dark purple band.Illustration of a General Elution Protocol for Reversed-Phase Chromatography on SPECartridges(C18, tC18, C8, CN, Diol, HLB, Porapak RDX, NH2)Ion-Exchange ChromatographyCompounds that are ionic or ionizable are often best isolated using some form ofion-exchange chromatography. This separation mode is orthogonal to the more widely used normal-phase and reversed-phase modes and provides a powerful, selective second dimension to sample preparation protocols.Illustration of the Two Major Types of Phases—Anion and Cation Exchange—and How They Selectively Attract and Retain Molecules of Opposite ChargeTo perform ion-exchange chromatography with SPE cartridges, use a gradient of pH or ionic strength with an ion exchange packing material.1.Condition the cartridge with six to ten hold-up volumes of deionized water or weak buffer.2.Load the sample dissolved in a solution of deionized water or buffer.3.Elute unwanted, weakly bound components with a weak buffer.4.Elute the first component of interest with a stronger buffer (change the pH or ionicstrength).5.Elute other components with progressively stronger buffers.6.When you recover all of your components, discard the used cartridge in an appropriatemanner.This procedure is illustrated in the figure below for a sample of an aqueous mixture of two ionic dyes with different pK a values. When loaded onto the cartridge, both are strongly retained, and the combination of blue and yellow components appears as a green band near the inlet.Illustration of General Elution Protocol for Ion-Exchange Chromatography on SPE Cartridges (NH2, Accell™ Plus QMA, Accell Plus CM, SCX, SAX, WCX, WAX)Cation and anion exchangers are further categorized as either weak or strong exchangers, depending upon the type of ionic group on their surface. Strong cation exchangers possess an acidic surface moiety such as a sulfonic acid that is always ionized [negatively charged] over the whole pH range. Weak cation exchangers possess an acidic surface moiety such as a carboxylic acid that is negatively charged at high pH but neutral at low pH. Similarly, strong anion exchangers typically bear quaternary ammonium groups that are always positively charged, while weak anion exchangers possess primary, secondary, or tertiary amine groups that may be positively charged at low pH but neutral at high pH.Use the following table as a guideline to choose the appropriate SPE ion-exchange cartridgetype for your particular analyte.Mixed-mode ion exchange chromatography combines the use of reversed-phase andion-exchange modes into a single protocol on a single SPE cartridge. It can be used to isolate and separate neutral, acidic, and basic compounds from a single complex matrix. An ideal mixed-mode SPE sorbent substrate remains water-wettable while exhibiting strong reversed-phase retention of hydrophobic compounds. On its surface are ion-exchange functionalities of one of the four general types just described above. Intermediate washes with organic solvent mixtures of appropriate elution strength may be used to isolate neutral compounds [including ionizable analytes in their neutral state]. Selective elution of ionically bound analytes may be attained by manipulating the charge of either the analyte [when bound to strong ion exchangers] or of the sorbent [for analytes bound to weak ion exchangers].下表汇总了各种SPE模式，为方法开发工作的开展提供了一个良好的起点：固相萃取选择色谱模式及吸附剂分析物中-低极性低-高极性/中性带电荷、可电离分离机制基于疏水性的分离基于极性的分离基于电荷的分离样品基质水溶液非极性有机溶剂水溶液/低离子强度SPE吸附剂的活化/平衡1. 用极性有机溶剂得到的溶剂化物2. 水非极性有机溶剂低离子强度缓冲液初步冲洗步骤水溶液/缓冲液非极性有机溶剂低离子强度缓冲液洗脱步骤增加极性有机溶剂的含量增加混合有机溶剂的洗脱强度更强的缓冲液——通过调节离子强度或pH值而中和电荷AX[阴离子交换]CX[阳离子交换]吸附剂官能团C18, tC18, C8, tC2,CN, NH2, HLB, RDX,Rxn RPSilica, Alumina,Florisil, Diol, CN,NH2Accell Plus QMA,NH2, SAX, MAX,WAXAccell Plus CM,SCX, MCX, WCX,Rxn CX吸附剂表面极性低至中等高至中等高高典型溶剂的极性范围高至中等低至中等高高典型的上样溶剂水、低强度缓冲液正己烷、氯仿、二氯甲烷水、低强度缓冲液水、低强度缓冲液典型的洗脱溶剂MeOH/水、CH3CN/水乙酸乙酯、丙酮、CH3CN缓冲液、高离子强度的盐类，提高pH缓冲液、高离子强度的盐类，降低pH样品洗脱顺序最大极性样品组分最先洗脱出来最弱极性样品组分最先洗脱出来最弱电离样品组分最先洗脱出来最弱电离样品组分最先洗脱出来为洗脱化合物而做的流动相溶剂改变减弱溶剂极性增强溶剂极性增加离子强度或提高pH值增加离子强度或降低pH值This has been a brief introduction to sample enrichment and purification using solid-phase extraction [SPE]. The best way to start using SPE is to first learn what others have done with analytes and/or matrices similar to those of interest to you. You will find > 7,700 references to the use of SPE in the Resource Library on . Fill in the blank with a partial compound or matrix name in the following search phrase:“Sep-Pak” OR “Oasis” AND ______*NOTE: Rather than risk a spelling error, use an asterisk [*] with a root name for best results. Using this same search string, even more references [> 60,000] may be found on GOOGLE Scholar.Further reading:J.C. Arsenault and P.D. McDonald, Beginners Guide to Liquid Chromatography, Waters [2007]; Order P/N 715001531on P.D. McDonald and E.S.P. Bouvier, A Sample Preparation Primer and Guide to Solid-Phase Extraction Methods Development, Waters [2001] Search for WA20300 on Waters, Purity by SPE [2008]; Search for 720001692en on U.D. Neue, P.D. McDonald, Topics in Solid-Phase Extraction. Part 1. Ion Suppression inLC/MS Analysis: A Review. Strategies for its elimination by well-designed, multidimensional solid-phase extraction [SPE] protocols and methods for its quantitative assessment [2005]; Search for 720001273en on 。
固相萃取小柱操作方法固相萃取（Solid-Phase Extraction，SPE）是一种用于样品前处理和分离的常见技术。
固相萃取小柱（SPE小柱）是固相萃取的一种形式，它通常由液相进样和固相填料组成。
本文将详细介绍SPE小柱的操作方法。
1. 选择适当的固相填料在使用SPE小柱进行分离前，需要先选择适合特定应用的固相填料。
固相填料的选择应该考虑到样品的性质、目标分析物的特性以及所需的分离效果。
根据目标分析物的特性和样品基质的复杂性，可以选择不同类型的固相填料，如正相、反相、离子交换、固相反萃取等。
2. 准备固相小柱首先，选择适合样品量的SPE小柱，并装入固相填料。
一般情况下，固相填料的用量应为小柱的2-4倍。
将填料固定在小柱内，可以使用以填料为基础的底部阀门或其他装置来固定填料。
3. 洗涤固相小柱在进行样品固相萃取之前，需要对小柱进行洗涤以去除残留物。
首先，将洗涤溶液通过小柱底部加入小柱中，对填料进行膨胀和湿润。
然后，开启小柱底部的阀门，通过引力或气压将洗涤溶液迅速从小柱中排出，以去除可能存在的杂质。
通常情况下，常用的洗涤溶液包括甲醇、乙醇、醋酸、水和酸碱溶液。
4. 进样操作样品的进样量应该根据分析物的浓度和样品基质的复杂程度进行确定。
进样时，可以使用注射器或其他适当的装置将样品溶液缓慢地加入小柱中。
进样完成后，关闭小柱底部的阀门，使样品停留在填料上。
5. 洗脱分离物洗脱是SPE小柱中最关键的步骤之一，其目的是从样品基质中分离出目标分析物。
根据目标分析物的特性，选择合适的洗脱溶液。
如果是正相SPE小柱，一般使用有机溶剂（如甲醇、乙醇）作为洗脱溶液；如果是反相SPE小柱，则通常使用水作为洗脱溶液。
洗脱溶液通过小柱时，目标分析物会与洗脱溶液中的溶剂相互作用，从而被洗脱出来。
为了保证洗脱效果，通常用2-3倍溶剂体积进行洗脱。
6. 干燥小柱洗脱完成后，需要将小柱中的溶剂蒸发掉。
这可以通过利用负压或氮气吹扫的方式进行。
固相萃取步骤固相萃取步骤固相萃取（Solid Phase Extraction，SPE）是一种常用的样品前处理技术，其主要作用是将复杂的样品中所需分离的化合物从其他杂质中提取出来。
SPE技术具有选择性好、灵敏度高、重现性好等优点，被广泛应用于环境分析、食品检测、药物代谢动力学等领域。
下面将详细介绍固相萃取的步骤。
一、样品预处理在进行固相萃取之前，需要对待测样品进行预处理。
这一步骤通常包括样品研磨、溶解或提取等操作。
对于不同的样品类型，预处理方法也会有所不同。
二、选择适当的SPE柱根据待测化合物的特性和所需分离纯度要求，选择适当的SPE柱非常重要。
通常情况下，SPE柱可以分为正相柱和反相柱两种类型。
正相柱适用于极性化合物的富集和纯化，如酚类、羧酸类化合物；反相柱适用于非极性化合物富集和纯化，如脂肪族化合物。
三、条件调试在进行固相萃取之前，需要对SPE柱的条件进行调试。
主要包括洗脱剂的选择和浓度、样品溶液的pH值和盐度等。
四、样品处理将经过预处理的样品加入SPE柱中，通过吸附和洗脱等步骤，将目标化合物从其他杂质中分离出来。
具体步骤如下：1.样品加载：将处理好的样品加入SPE柱中，使其与固相材料接触。
2.洗脱：用适当的溶剂或溶液对SPE柱进行洗脱，去除非目标化合物。
3.吸附：用适当的溶剂或溶液对SPE柱进行吸附，将目标化合物富集在固相材料上。
4.洗脱：用适当的溶剂或溶液对SPE柱进行再次洗脱，将富集在固相材料上的目标化合物洗脱下来。
五、浓缩和进一步纯化经过固相萃取后得到的目标化合物通常需要进一步浓缩和纯化。
常用方法包括旋转浓缩法、氮吹法、溶剂萃取法等。
六、检测经过浓缩和纯化后的目标化合物可以进行分析检测。
常用的检测方法包括高效液相色谱（HPLC）、气相色谱（GC）、质谱（MS）等。
总结固相萃取是一种重要的样品前处理技术，在环境分析、食品检测、药物代谢动力学等领域有着广泛的应用。
其步骤主要包括样品预处理、选择适当的SPE柱、条件调试、样品处理、浓缩和进一步纯化以及检测等。
SPE 固相萃取技术手册一：前言1.1 引言1.2 目的和范围1.3 目标读者二：概述2.1 SPE 固相萃取技术简介2.2 SPE 技术的应用领域2.3 SPE 技术的优势和局限性三：SPE 固相萃取原理3.1 SPE 固相萃取的基本原理3.2 SPE 固相萃取的工作流程3.2.1 样品制备和预处理3.2.2 萃取柱的选择与操作3.2.3 萃取条件的优化3.2.4 萃取物的洗脱和收集3.2.5 萃取物的后处理四：SPE 固相萃取常用技术和方法4.1 正相固相萃取4.1.1 正相固相萃取原理4.1.2 正相固相萃取方法和步骤4.2 反相固相萃取4.2.1 反相固相萃取原理4.2.2 反相固相萃取方法和步骤4.3 隐极固相萃取4.3.1 隐极固相萃取原理4.3.2 隐极固相萃取方法和步骤4.4 离子交换固相萃取4.4.1 离子交换固相萃取原理4.4.2 离子交换固相萃取方法和步骤五：示例应用和操作指南5.1 环境水样中有机污染物的分析5.2 食品中农药残留的分析5.3 药物代谢物在生物体内的测定5.4 生物样品中的蛋白质富集六：质量控制和数据分析6.1 样品前处理和质量控制6.2 数据处理和分析附录一：SPE 固相萃取操作步骤示意图附录二：常用的 SPE 固相萃取柱类型和性能参数表注释：1. SPE - 固相萃取（Solid Phase Extraction）技术是一种常用于分离和富集溶液中目标分析物的方法。
2. 正相固相萃取是指固相萃取柱中填充了亲水性材料，用于吸附疏水性的目标分析物。
3. 反相固相萃取是指固相萃取柱中填充了疏水性材料，用于吸附亲水性的目标分析物。
4. 隐极固相萃取是指固相萃取柱中填充了阳离子或阴离子交换材料，用于吸附带电目标分析物。
5. 离子交换固相萃取是指固相萃取柱中填充了具有离子交换功能的聚合物或树脂材料，用于吸附特定离子性目标分析物。
本文档涉及附件：1. 附录一：SPE 固相萃取操作步骤示意图2. 附录二：常用的 SPE 固相萃取柱类型和性能参数表本文所涉及的法律名词及注释：1. SPE - 固相萃取（Solid Phase Extraction）技术：一种常用于分离和富集溶液中目标分析物的方法。
固相萃取SPE技术一、固相萃取概念及基本原理：固相萃取(Solid Phase Extraction,简称SPE)是从八十年代中期开始发展起来的一项样品前处理技术。
由液固萃取和液相色谱技术相结合发展而来。
主要通过固相填料对样品组分的择性吸咐及解吸过程，实现对样品的分离，纯化和富集。
主要目的在于降低样品基质干扰，提高检测灵敏度。
固相萃取的基本原理和方法：SPE 技术基于液-固相色谱理论，采用选择性吸附、选择性洗脱的方式对样品进行富集、分离、纯化，是一种包括液相和固相的物理萃取过程；也可以将其近似的看作一种简单的色谱过程。
固相萃取(SPE)是利用选择性吸附与选择性洗脱的液相色谱法分离原理。
较常用的方法是使液体样品通过一吸附剂，保留其中被测物质，再选用适当强度溶剂冲去杂质，然后用少量良溶剂洗脱被测物质，从而达到快速分离净化与浓缩的目的。
也可选择性吸附干扰杂质，而让被测物质流出；或同时吸附杂质和被测物质，再使用合适的溶剂选择性洗脱被测物质。
二、固相萃取方法的优点相对于传统的液液萃取法和蛋白沉淀法，固相萃取具有无可比拟的优势：1.无需特殊装置和材料,操作简单2.集样品富集及净化与一身，提高检测灵敏度的最佳方法3.比液液萃取更快，节省溶剂4.可自动化批量处理5.重现性好三、固相萃取的分类固相萃取填料按保留机理分为：正相:Silica,NH2,CN,Diol,Florisil,Alumina反相：C18,C8,Ph,C4,NH2,CN,PEP,PS等离子交换：SCX,SAX,COOH,NH2等混合型：PCX,PAX,C8/SCX等按填料类型共分为4类：1．键合硅胶：C18(封端),C18-N(未端),C8,CN,NH2,PSA,SAX,COOH,PRS,SCX,Silica,Diol。
在SPE中最常用的吸附剂是硅胶或键合相的硅胶即在硅胶表面的硅醇基团上键合不同的官能团。
其pH适用范围2-8。
键合硅胶基质的填料种类较多，具有多选择性的优点。
固相萃取装置SPE操作步骤
固相萃取装置(Solid-Phase Extraction 简称SPE)是近年发展起来一种样品预处理
技术, 由液固萃取和柱液相色谱技术结合发展而来 , 主要用于样品的分离、纯化和浓缩,
与传统的液液萃取法相比较可以提高分析物的回收率、更有效的将分析物与干扰组分分离
减少样品预处理过程，操作简单，省时，省力。
广泛的应用在医药、食品、环保、商检、
农药残留等领域
原理：固相萃取装置是一个包括液相和固相的物理萃取过程。
在固相萃取过程中，固相对
分析物的吸附力大于样品母液，当样品通过固相萃取柱时，分析物被吸附在固体表面，其
他组分则随样品母液通过柱子，最后用适当的溶剂将分析物脱下来
SPE操作步骤：
I 柱的预处理
为了获得高的回收率和良好的重现性，固相萃取柱在使用之前必须用适当的溶剂进行预处理，预处理除去填料中可能存在的杂质，另一个目的是使填料溶剂化，提高固相萃取的
重现性
II 样品的添加
预处理后，试样溶液被加至并以一定的流速通过柱子。
在该步骤分析物被保留在吸附剂上。
III 柱的洗涤
在样品通过萃取柱时，不仅分析物被吸附在柱子上，一些杂质也同时被吸附，选择适当
的溶剂，将干扰组分洗脱下来，同时保持分析物仍留在柱上
IV 分析物的洗脱
用洗脱剂将分析物洗脱在收集管中，为了提高分析物的浓度或为以后分析调整溶剂杂质，可以把收集到的分析物积分用氮气吹干，再溶于小体积适当的溶剂中。
资料来源：杭州川一实验仪器有限公司。
固相萃取基础知识固相萃取（Solid-Phase Extraction，简称SPE）是近年发展起来一种样品预处理技术，由液固萃取和柱液相色谱技术相结合发展而来，主要用于样品的分离、纯化和浓缩，与传统的液液萃取法相比较可以提高分析物的回收率，更有效的将分析物与干扰组分分离，减少样品预处理过程，操作简单、省时、省力。
广泛的应用在医药、食品、环境、商检、化工等领域。
原理：SPE是一个包括液相和固相的物理萃取过程。
在SPE过程中，固相对分析物的吸附力大于样品母液，当样品通过SPE柱时，分析物被吸附在固体表面，其他组分则随样品母液通过柱子，最后用适当的溶剂将分析物脱下来。
利用被测样品中的化合物与背景杂质在SEP柱不同填料中的分配系数差异，匹配相应的洗脱溶剂，将化合物和杂质分离。
固相萃取(SPE)是一种用途广泛而且越来越受欢迎的样品前处理技术,它建立在传统的液-液萃取(LLE) 基础之上,结合物质相互作用的相似相溶机理和目前广泛应用的HPLC、 GC中的固定相基本知识逐渐发展起来的。
SPE具有有机溶剂用量少、便捷、安全、高效等特点。
SPE根据其相似相溶机理可分为四种:反相SPE、正相SPE、离子交换SPE、吸附SPE。
SPE大多数用来处理液体样品,萃取、浓缩和净化其中的半挥发性和不挥发性化合物,也可用于固体样品,但必须先处理成液体。
用途：1、被测样品的富集2、除去干扰的杂质3、改变被测样品的基体，使其适合分析时的需要。
目前国内主要应用在水中多环芳烃(PAHs) 和多氯联苯(PCBs)等有机物质分析,水果、蔬菜及食品中农药和除草剂残留分析,抗生素分析,临床药物分析等方面。
SPE装置由SPE小柱和辅件构成。
SPE小柱由三部分组成, 医用聚丙烯柱管、烧结垫（多孔聚丙烯筛板）和填料（多为40-60μm，80-100μm）。
常见规格：实际中常用的是100mg/1ml,200mg/3ml,500mg/3ml,1g/6ml等。
SPE选择使用指南SPE（固相萃取）是一种常用的分离和提纯技术，广泛应用于各种领域的样品前处理中。
根据应用领域的不同，选择适合的SPE柱是至关重要的。
本文将介绍如何选择适合的SPE柱的一些建议和注意事项。
首先，选择SPE柱前需要明确你的分析目的和样品特性。
根据样品的性质和复杂程度，选择合适的SPE柱是成功进行样品前处理的关键。
以下是一些建议：1.样品特性了解你的样品特性非常重要，比如样品的pH值、溶剂性质、溶解度、离子强度和样品基质。
这些特性将有助于确定选择合适的SPE柱。
例如，如果你的样品是极性化合物，可以选择极性相柱；如果样品是非极性化合物，可以选择非极性相柱。
2.分析目的明确你的分析目的，例如检测限制、分离效果和净化要求。
根据不同的目的选择不同的SPE柱类型和特性。
例如，对于需要分离和净化样品的应用，可以选择吸附和洗脱效果较好的SPE柱。
3.样品基质样品基质中的杂质和干扰物会影响分析结果的准确性。
选择相容性良好的SPE柱可以有效去除样品基质中的干扰物。
此外，一些样品基质可能需要进行前处理才能使用其中一种类型的SPE柱。
4.试剂选择除了以上建议，还需要注意以下几点：1.确保SPE柱的兼容性和稳定性。
柱材料和填充材料应具有良好的化学稳定性和机械稳定性，并且能承受所使用的试剂和溶剂。
2.考虑样品处理的通量和效率。
根据需要处理的样品量和分离效果，选择适当的柱型和尺寸。
柱的尺寸越大，通量越高，但可能需要更多的样品和试剂。
4.考虑经济因素。
不同类型和品牌的SPE柱价格差异较大，选择合适的柱在满足分析要求的同时，也要兼顾经济因素。
SPE入门指南（固相萃取）一种可提高样品制备水平的强有力工具作为一位分析科学家，当您在决定哪些工具最能帮助您获得所需的结果时必然面临诸多挑战。
选择使用哪些样品制备工具和方法是需要考虑的重点事项，它关乎到您的分析结果成功与否。
理想情况下，如果无需进行任何样品制备，那么您将会很高兴。
然而事实上，样品制备通常是必不可少的程序。
对于现有的样品您可能需要优化样品制备方法，以提高分析通量或降低每次分析所需的成本。
或者，您可能需要分析种类繁多的样品用以报告新型目标化合物。
每种新的样品类型都可能存在不同的分析挑战。
此外，科学家目前正面临着在不影响准确度和精确度的情况下报告前所未有更低浓度化合物检测值的严峻挑战。
我们希望帮助您探索并了解一种功能极其强大的样品制备工具：固相萃取（SPE）技术。
您将领会这项技术如何通过使用包含色谱填充材料的装置来帮助您应对分析挑战。
固相萃取的定义SPE通常是一种使用装在柱芯型装置内的固体颗粒和色谱填充材料对样品中的不同组分进行化学分离的样品制备技术。
样品几乎始终呈液态，但特殊应用项目可能使用气相中的某些样品进行。
图1显示出一份样品(图示为黑色)正在使用SPE装置进行处理，以使组成该样品的每种染色组分通过色谱分析实现分离。
图1：SPE方法示例色谱床可以用来分离一份样品中的不同组分，从而使后续的分析测试更容易成功。
例如，SPE常用来选择性地除去干扰物。
从技术角度对此项技术给出的准确命名应该是“液相-固相萃取”；这是因为色谱颗粒是固体，而样品则呈液态。
此处所用液相色谱的基本色谱原理与高效液相色谱相同，只是使用形式与使用原因存在差异。
此处使用色谱是为了在将样品提交分析测试之前对其进行较好的制备。
在样品制备方面，样品的来源非常广泛。
它们可能是生物样本（如：血浆、唾液或尿液）、环境样品（如：水、空气或土壤）、食品（如：谷物、肉和海鲜）、药品、营养添加剂食品、饮料或工业产品。
甚至蚊虫的头部也可能是样品！当科学家需要分析从蚊虫脑部提取出的神经肽时，SPE是首选的样品制备方法（沃特世应用数据库，1983年）。
固相萃取SPE固相萃取SPE一、概念和原理固相萃取（Solid-Phase Extraction，简称SPE）是一项从八十年代中期开始发展起来的样品前处理技术。
主要用于液体中的半挥发性、难挥发性物质的检测基于液-固相色谱理论，采用选择性吸附、选择性洗脱的方式对样品进行富集、分离、纯化，是一种包括液相和固相的物理萃取过程，利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物与干扰化合物分离，达到分离和富集目标化合物的目的。
SPE是利用选择性吸附与选择性洗脱的液相色谱法分离原理。
其分离机理是利用杂质或目标化合物与样品技术基体溶剂和吸附剂之间亲和力的相对大小。
二、SPE的模式及原理1、正相SPE采用比样品本身更强极性的溶剂洗脱吸附的分析物质①吸附剂（固定相）：极性键合相和极性吸附剂，如硅胶键合－NH2、－CN，-Diol（二醇基）silica、florisil、(A-,N-,B-)alumina、硅藻土等．②原理：分析物的极性官能团与吸附剂表面的极性官能团之间的相互作用。
③作用机理：极性-极性、偶极-偶极、偶极-诱导偶极、氢键，π-π键等。
④流动相：非极性、中等极性⑤固定相：极性。
⑥分析物质：极性、中等极性、非极性⑦应用：从非极性溶剂样品中萃取极性化合物。
⑧常用正相固相萃取柱极性官能团键合硅胶-CN，-NH2，-Diol极性吸附物质ProElut TM-Silica，ProElutTM-FlorisiProElutTM-Alumina2、反相SPE用非极性溶剂解吸吸附在固定相中的目标物质。
①吸附剂（固定相）：非极性或弱极性，如硅胶键合C18,C8, C4,C2,-苯基等。
②分析物中的CH键+ 硅胶表面官能团→吸附→极性溶液中的弱有机分析物→保留在SPE。
③作用机理：非极性-非极性相互作用，如范德华力或色散力。
④流动相：极性（水溶液）或中等极性⑤固定相：非极性⑥分离对象：中等到非极性物质⑦应用：强极性的溶剂中（如水样）萃取是非极性或弱极性的化合物。
SPE入门指南（固相萃取）
一种可提高样品制备水平的强有力工具
作为一位分析科学家，当您在决定哪些工具最能帮助您获得所需的结果时必然面临诸多挑战。
选择使用哪些样品制备工具和方法是需要考虑的重点事项，它关乎到您的分析结果成功与否。
理想情况下，如果无需进行任何样品制备，那么您将会很高兴。
然而事实上，样品制备通常是必不可少的程序。
对于现有的样品您可能需要优化样品制备方法，以提高分析通量或降低每次分析所需的成本。
或者，您可能需要分析种类繁多的样品用以报告新型目标化合物。
每种新的样品类型都可能存在不同的分析挑战。
此外，科学家目前正面临着在不影响准确度和精确度的情况下报告前所未有更低浓度化合物检测值的严峻挑战。
我们希望帮助您探索并了解一种功能极其强大的样品制备工具：固相萃取（SPE）技术。
您将领会这项技术如何通过使用包含色谱填充材料的装置来帮助您应对分析挑战。
固相萃取的定义
SPE通常是一种使用装在柱芯型装置内的固体颗粒和色谱填充材料对样品中的不同组分进行化学分离的样品制备技术。
样品几乎始终呈液态，但特殊应用项目可能使用气相中的某些样品进行。
图1显示出一份样品(图示为黑色)正在使用SPE装置进行处理，以使组成该样品的每种染色组分通过色谱分析实现分离。
图1：SPE方法示例
色谱床可以用来分离一份样品中的不同组分，从而使后续的分析测试更容易成功。
例如，SPE常用来选择性地除去干扰物。
从技术角度对此项技术给出的准确命名应该是“液相-固相萃取”；这是因为色谱颗粒是固体，而样品则呈液态。
此处所用液相色谱的基本色谱原理与高效液相色谱相同，只是使用形式与使用原因存在差异。
此处使用色谱是为了在将样品提交分析测试之前对其进行较好的制备。
在样品制备方面，样品的来源非常广泛。
它们可能是生物样本（如：血浆、唾液或尿液）、环境样品（如：水、空气或土壤）、食品（如：谷物、肉和海鲜）、药品、营养添加剂食品、饮料或工业产品。
甚至蚊虫的头部也可能是样品！当科学家需要分析从蚊虫脑部提取出的神经肽时，SPE是首选的样品制备方法（沃特世应用数据库，1983年）。
使用SPE的四种主要优势
使用SPE可带来许多优势，但有四种主要优势值得特别关注。
1.复杂样品基质的净化及化合物纯化
分析人员所面临的最棘手的难题之一就是目标化合物包含在一种复杂样品基质中（如：谷物中的毒枝菌素，虾中的抗生素残留物或者血浆、血清或尿液中的药物代谢物）的情况。
样品基质中的大量干扰性组分或物质与目标化合物混杂在一起会使得分析操作举步维艰。
需要解决的首要问题是：为了对目标化合物进行定性和定量分析，必须将其与众多的干扰物质分离开来，从而增加了分析本身的复杂性。
参见图2。
图2：复杂样品示例
此项测定可能存在稳定性差的问题，这是因为任何微小的改变都可能会影响难分离物质间的分辨率。
另一种考虑是存在于样品基质中的各种干扰物在每次进样时可能会蓄积导致仪器停机。
如果这些干扰物能在样品制备期间被除去，那么目标化合物就能使用一种更简单、更稳定的方法进行分析（图3）。
此图将位于靠上位置的原始样品与位于靠下位置的经SPE制备后的新样品进行了比较。
图3：比较样品基质的复杂性
净化样品基质所带来的一个额外的优势是定量准确度得以提高。
图4顶部所示的化合物1的蓝色谱图最初看起来似乎是可以接受的。
然而，当与其正下方用红色显示出的空白样品基质谱图对比时可以发现，其中的确存在源自样品基质中的某些污染物。
靠下的谱图通过采用一种适当的SPE试验方案而得出，表明同样的化合物不存在干扰问题，从而使得定量准确度显著提高。
图4：使用更好的样品制备方法可提高定量分析水平
图5给出了另一个示例。
靠上的谱图表明化合物#1和#2均受到样品基质引起的明显干扰。
靠下的谱图表明使用SPE进行适当样品制备后可显著提高结果质量（基线干净）。
请注意，一条明显更干净的基线可提
高分析结果的准确度。
如果该样品需要对化合物进行分离和纯化，那么也可以获得一种纯度明显更高的萃取物。
图5：使用SPE技术显著改善基线质量
2. 减少质谱应用中的离子抑制或离子增强现象
复杂样品基质带来的第二种问题在我们观察质谱输出图谱（LC/MS或LC/MS/MS）时可以看到。
为了获得适当的质谱响应信号（灵敏度），必须使该化合物离子化。
如果该化合物离子的形成因样品基质干扰物而受阻，那么相应的信号强度也会大大减弱。
我们可以在图6中看到这种效应。
靠上的质谱图代表了目标化合物以生理盐水作为溶剂进样时所获得的信号。
靠下的图谱表明当相同的化合物在人血浆中进行分析时引起信号响应显著降低（抑制比例>90%）。
在靠下的图谱中，只进行了一个常见的蛋白沉淀步骤。
这种技术不能清除可引起离子抑制的基质干扰物，从而导致信号响应差。
图6：关于样品基质引起的离子抑制示例
图7给出了关于这种抑制效应的另一个较好示例。
在质谱图的靠上图谱中（血浆样品仅经过蛋白沉淀处理），我们可以看到80%的特非那定峰受到抑制。
在靠下的图谱中（相同的样品使用SPE方法处理），我们所观察到的离子抑制极小。
去除样品基质中的干扰物有利于该化合物离子得以正确形成，从而获得了较好的信号。
图7：适当的SPE可减少离子抑制
在有些情况下，源自样品基质的干扰物可能会增加某种化合物的信号，这叫做离子增强，可导致响应值偏高。
适当的SPE方法可通过将干扰物与该化合物分离开来而最大限度减弱这种效应，从而使响应值更准确。
3. 能够通过样品基质分馏而对化合物进行分类分析
分析人员可能会面对一种包含多种化合物的样品，这时需要对其进行分类分离以确保后续分析效果事半功倍。
例如，一种软饮料在其配方中包含种类多样的化合物。
这时可以开发出一种SPE方法，以对不同类别的化合物进行分离，例如可根据其极性进行分离。
极性化合物可作为一种分离后的馏分而从非极性更强的化合物中收集得到。
然后，可通过一种更加高效的方式分别对这两种馏分进行分析，因为它们的化合物更为相似。
图8给出了关于SPE分馏效力的一个示例。
在这里，一种复杂的干粉样品（紫葡萄混合饮品）被轻易分离成4种馏分：1种完全由极性化合物组成的馏分、1种纯化型红色化合物、1种纯化型蓝色化合物和1种包含所有其余非极性化合物的馏分。
您将在本书的其他章节看到这种功能是多么的强大。
图8：通过SPE进行样品制备
关于使用SPE进行样品制备的更详细讨论，请参见第125页的“方法开发”部分。
4. 对极低浓度组分进行痕量浓缩（富集）
分析师如今常常需要报告具有前所未有更低浓度的化合物，浓度低至万亿分位（ppt）并且甚至更低。
这些化合物在纯净样品中的浓度通常低于分析仪器的灵敏度范围。
分析环境样品中的痕量污染物或者代谢物在生物液体内随时间的变化情况就是一个可以说明这一点的较好例子。
图9中靠上的图谱表明使用原始纯样品进行分析时，目标化合物的信号响应差。
通过以SPE作为痕量浓缩策略制备样品后再使用相同的分析条件进行分析后所获得的靠下的图谱表明这种化合物的信号强度显著提高。
根据这一结果，我们可以准确计算出纯样品中的原始化合物浓度。
图9：痕量浓缩示例
如果没有SPE内色谱填充材料的保留性能，那么即便是有可能采用其他样品制备方法，也很难对特定化合物进行痕量浓缩。
