固相萃取技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

固相萃取技術(shù)是一種樣品前處理方式，但目前該技術(shù)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的應(yīng)用仍有限，這與使用方式和期望有關(guān)，也與技術(shù)本身的局限性有關(guān)。使用固相萃取技術(shù)時(shí)，一定要了解其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

固相萃?。ê?jiǎn)稱(chēng)SPE）技術(shù)，發(fā)展于20世紀(jì)70年代，由于其具有高效、可靠、消耗試劑少等優(yōu)點(diǎn)，在許多領(lǐng)域取代了傳統(tǒng)的液－液萃取而成為樣品前處理的有效手段。一些傳統(tǒng)的介紹SPE的書(shū)籍將其歸于液相色譜的原理，這其實(shí)是引起使用不當(dāng)?shù)闹饕芍弧０裇PE小柱看作一根液相色譜柱，不如把它看成單純的萃取劑更合適，因?yàn)橐合嗌V的重點(diǎn)在于分離，而SPE的重點(diǎn)在于萃取。

固相萃取技術(shù)在樣品處理中的作用分兩種：一是凈化，二是富集，這兩種作用可能同時(shí)存在。

固體萃取和液－液萃取相比，其優(yōu)點(diǎn)是操作方便和消耗試劑少，缺點(diǎn)是批次間的重復(fù)性難以保證。出現(xiàn)這種情況的原因在于：液體試劑的重復(fù)性好，只要其純度可靠，不同年代的產(chǎn)品的物理化學(xué)性質(zhì)都是可靠的。而固體萃取劑就算保證了純度，還存在著顆粒度的差異，外形的差異等液體試劑不存在的且難以衡量的因素，不同年代不同批號(hào)的萃取劑性質(zhì)可能會(huì)有較大的區(qū)別。

從理論上說(shuō)，固相萃取應(yīng)該在色譜分析的前處理上得到很好的應(yīng)用：有機(jī)溶劑用得很少，可批量處理樣品，既可富集，又能除雜質(zhì)，給人印象是前處理的革命性進(jìn)步。然而現(xiàn)實(shí)情況是，至少在國(guó)內(nèi)，雖然推廣了多年，實(shí)際應(yīng)用還是相當(dāng)有限。這與我們的使用方式和期望有關(guān)，也與它本身的局限有關(guān)。

固相萃取可以作為前處理手段的一個(gè)很好補(bǔ)充，但是在使用時(shí)，一定要明確其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，注意因地制宜，揚(yáng)長(zhǎng)避短。

SPE的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

哪些分析任務(wù)的前處理適合使用固相萃取技術(shù)，即用固相萃取會(huì)比普通的溶劑萃取更理想，個(gè)人認(rèn)為有以下幾種情況：

水中有機(jī)物的前處理

此類(lèi)常規(guī)處理基本上是用與水不相溶的有機(jī)溶劑振蕩萃取，用固相萃取的優(yōu)勢(shì)在于以下幾方面：

可以定量地重復(fù)前處理過(guò)程

溶劑振蕩的操作一般只能要求到控制時(shí)間的程度，卻無(wú)法控制振蕩頻率，強(qiáng)度，動(dòng)作，我們知道，每個(gè)人的振蕩動(dòng)作是不同的，就是同一個(gè)人，也很難保證始終劃一的動(dòng)作。所以說(shuō)，溶液萃取的動(dòng)作是不定量，不能重復(fù)的。

而在應(yīng)用固相萃取時(shí)，比較容易保持過(guò)柱和洗脫速度的均一和穩(wěn)定，因此，固相萃取的萃取過(guò)程是可以重復(fù)，可定量的。

現(xiàn)場(chǎng)處理

水中有機(jī)物的分析有一個(gè)長(zhǎng)期困擾我們的瓶頸。有機(jī)物在池塘水庫(kù)等環(huán)境中能保持相對(duì)穩(wěn)定，但是一旦進(jìn)入采樣瓶這個(gè)小環(huán)境中，就會(huì)迅速發(fā)生變化?，F(xiàn)場(chǎng)分析要求最多不能超過(guò)4 h，可一般的情況是，從取水回到實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止4 h了，樣品發(fā)生了變化，分析結(jié)果的可靠性可想而知。

如果引入固相萃取技術(shù)，由于其設(shè)備簡(jiǎn)單，體積小，易于攜帶，完全可以做到在現(xiàn)場(chǎng)一邊采樣，一邊進(jìn)行前處理。采樣者帶回實(shí)驗(yàn)室的是固相萃取柱，而不是水樣，這樣就能保證處理結(jié)果的可靠性。

從實(shí)際應(yīng)用來(lái)說(shuō)，在水的檢測(cè)中用固相萃取技術(shù)取代傳統(tǒng)液液萃取還有相當(dāng)多的工作需要摸索，目前尚不能完全取代，但是其發(fā)展的前景很值得看好。

減少有機(jī)試劑消耗量

在處理水樣時(shí)，如果用固相萃取，則只需要在洗脫時(shí)用到有機(jī)溶劑，用量比傳統(tǒng)液液萃取要少得多。對(duì)于實(shí)驗(yàn)者的人身保護(hù)和環(huán)境保護(hù)有著積極的意義。

批量生物材料的藥物成分萃取

這是固相萃取在實(shí)際應(yīng)用中比較成功的范例，主要是指在醫(yī)院中檢測(cè)血樣和尿樣時(shí)的前處理工作，由于對(duì)藥物成份的吸附是固相萃取的優(yōu)勢(shì)，加上樣品單一，組成固定，在確定方法后很適合大規(guī)模批量的凈化操作。

免疫親和固相萃取

萃取的理想狀態(tài)是特異性富集或特異性排斥，可是不論是溶液萃取還是固相萃取，基本上是相似相溶的，最多做到“某一類(lèi)”層次的萃取，而無(wú)法達(dá)到“某一種”層次的萃取。在固相萃取柱的基礎(chǔ)上加上免疫親和技術(shù)，可以利用其生物特異性選擇吸附，能夠達(dá)到理想的萃取效果。

實(shí)際困難在于雖然其理論很好，但是由于技術(shù)難度相對(duì)較高，可供應(yīng)用的更少。

SPE的局限性

樣品局限性

固相萃取不適于處理固體樣品。對(duì)于固體，必須將其先制備為液體形態(tài)才能進(jìn)行固相萃取操作，這一點(diǎn)就遠(yuǎn)不如液體萃取了。

即使是液體樣品，固相萃取也有其額外的苛刻要求，即液體必須潔凈度高，不能有懸浮物或其他固體顆粒，否則會(huì)在柱前形成堵塞，無(wú)法繼續(xù)過(guò)柱及洗脫操作。所以固體樣品要制備成液體，液體樣品最好先經(jīng)過(guò)過(guò)濾。相比來(lái)說(shuō)，溶劑萃取就不存在這個(gè)麻煩，略帶雜質(zhì)也影響不大。

結(jié)構(gòu)局限性

固相萃取柱的結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，除了塑料管，就只有篩板和填料。簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，雖然帶來(lái)了便利，也帶來(lái)了與生俱來(lái)的矛盾，一些在用溶劑萃取時(shí)永遠(yuǎn)不會(huì)遇到的矛盾。

液面的問(wèn)題

當(dāng)進(jìn)行活化、凈化，洗脫等典型的固相萃取操作時(shí)，會(huì)使用不同溶劑，這時(shí)的操作要求在液面下降到篩板時(shí)換加不同溶劑，加得太晚，會(huì)使填料中干涸產(chǎn)生氣泡，影響結(jié)果的穩(wěn)定性（甚至?xí)驗(yàn)槿芤旱膹埩?wèn)題而使液面無(wú)法下降）。相反，如果加得太晚，會(huì)使加入溶液和在篩板上的原有溶液混合，產(chǎn)生無(wú)法預(yù)料極性的新洗脫液，使結(jié)果的可靠性大打折扣。

加液加到篩板，說(shuō)得容易做起來(lái)難，如果單獨(dú)做一個(gè)樣品可以緊盯液面操作。但是在批量操作時(shí)只會(huì)顧此失彼，固相萃取技術(shù)實(shí)用的一個(gè)重要意義就在于方便可靠地批量處理樣品，如果這個(gè)意義削弱的話(huà)，其實(shí)用性也就大大降低。

液面問(wèn)題是制約固相萃取應(yīng)用成功的主要瓶頸，雖隱蔽卻無(wú)法回避。解決的方法有兩種，一是干脆不用理會(huì)液面的困擾 ，每次都做到抽空溶液，這種做法倒是不會(huì)產(chǎn)生篩板上的溶液混合的問(wèn)題，但是又會(huì)出現(xiàn)一個(gè)新的問(wèn)題，即填料看起來(lái)是抽干了，但實(shí)際表面還是有數(shù)量不定的液體，每次干涸程度不一致，也無(wú)法重復(fù)。另一種解決方法就是在使用固相萃取器時(shí)用電導(dǎo)探針測(cè)試，這個(gè)方法比較精確，但是也有一個(gè)新的問(wèn)題，探針需要清洗，否則會(huì)有交叉污染的可能，而且有這類(lèi)裝置的固相萃取器價(jià)格一般相當(dāng)昂貴。且一個(gè)探針在同一時(shí)間只能探測(cè)一個(gè)樣品管，要同時(shí)監(jiān)測(cè)一批小柱則很困難。

填料的裝填松緊問(wèn)題

用液體萃取時(shí)我們從來(lái)不用考慮整個(gè)溶劑的密度是否均勻，但是對(duì)于固體填料，卻不能忽略這個(gè)問(wèn)題。在同一批次甚至同一包里的幾個(gè)小柱，加上相同溶液時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)液體過(guò)柱的速度是不均勻的 ，總是有快有慢。

由于生產(chǎn)工藝和成本的綜合考慮，固相萃取小柱不可能采用類(lèi)似填充液相色譜柱的勻漿高壓法，所以填料的裝填松緊不均勻是必然的。這就造成一個(gè)問(wèn)題，由于液體流過(guò)的速度不一樣，每次加液的時(shí)間也會(huì)不一樣，不利于同步批次處理樣品，而且回收率也會(huì)不同?？催^(guò)一些公司的所謂全自動(dòng)固相萃取器，其原理都有一個(gè)假設(shè)，即每根小柱的流過(guò)速度應(yīng)該一致，可惜，這只是“假”的設(shè)想。