基本介紹
- 中文名：離子交換型固相萃取
- 外文名：ion exchange solid phase extraction
- 作用力：離子間相互作用
- 載體：樹脂，矽膠等
- 套用：試劑檢測、環境監測
- 影響因素：pH、離子力、流速等
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離子交換型固相萃取
離子交換型固相萃取是以離子間高能量的相互作用而達到分離的目的。強極性的溶質可以從極性強的水或其他溶劑中分離出來，強離子交換樹脂的交換容量不受pH值影響，弱離子交換樹脂則依賴pH值的變化。載體為樹脂或矽膠的強陽離子交換樹脂，交換基團為硫磺酸[-SO-3H+]；弱陽離子交換基團為羧酸，常用於分析鹼性物質(如兒茶酚胺、嘌呤、嘧啶)；強陰離子交換樹脂的交換基團為第四胺[-N+(CH3)3]，弱陰離子交換樹脂的交換基團為第一、第二胺或氨烷基，常用於酸性物質分析(如膽汁酸、核苷、脂肪酸、有機酸及維生素)。
離子交換型固相萃取套用
離子交換型固相萃取在生物樣品及環境監測方面套用廣泛。在萃取過程中，樣品的pH值調整到溶質易於離子化。洗脫時通過改變pH值或增加競爭離子的強度使溶質從樹脂上交換出來。有機鹼或酸的pH值在pKa附近有50%質子化或離子化，若分別降低或升高兩個單位的pH值可使99%的鹼或酸離子化，因此洗脫時也應提高或降低兩個單位的pH值。離子交換型固相萃取的靈敏度受pH值、離子間作用力、流速及緩衝液離子強度的影響，樣品基質中的競爭離子強度越高則萃取效率越低，如檸檬酸可競爭陰離子交換位置。另外，某些吸附劑可與某些金屬離子螯合，如亞氨基二乙酸與Na+螯合，可有效分離某些金屬離子。
離子交換填充劑
離子交換填充劑使用離子交換劑，基質材料以聚苯乙烯/二乙烯基苯類樹脂為主，但矽膠、纖維素等也可用作基質。分離對象是離子型化合物。對於酸性化合物，如有機酸、無機陰離子、酸性蛋白等，一般採用陰離子交換固相萃取柱；對於鹼性化合物，如有機胺、金屬離子、兒茶酚胺和鹼性蛋白等，採用陽離子交換固相萃取柱。
影響離子交換固相萃取的因素
離子化程度
離子化合物的保留與其離子化程度有關，對於酸性分析物，樣品溶液的pH值要比其pKa值高2個整數位，以便使樣品充分解離，被陰離子交換固相萃取柱保留，沖洗液pH值則要控制在比其pKa值低2個整數位；鹼性分析物則相反。
離子選擇性
在強陽離子交換劑中，Li+、Na+、H+和NH3+容易被分析物的陽離子基替換，而Cu2+、Ca2+、Ba2+等則難以被替換。在陰離子交換劑中，OH-、F-、CH3COO-、HPO42-、CN-和Cl-很難被替換，而HCO3-被替換的可能性為中等。
離子強度
離子強度對離子交換固相萃取也有重要影響。
流速
由於離子交換過程進行得比較緩慢，因此應採用較低的流速(0.5-2mL/min)。
此外，空間排斥、粗孔反相吸附劑、粗孔離子交換劑以及一些特殊用途鍵合固定相吸附劑也可以套用，從而更加豐富了固相萃取分離模式的套用選擇。例如，對分子量大於110000u的生物大分子常採用空間排斥固相萃取。
離子交換固相萃取在獸藥檢測中套用
Stubbings G等用強陽離子SCX柱子測定不同動物源性食品中幾類鹼性藥物如硝基咪唑類、苯並咪唑類、左旋咪唑、磺胺類藥物等，藥物的洗脫先後用兩種不同洗脫液完成，氨化甲醇和氨化乙腈來完成，除豬腎中咔唑洛爾回收率31%，其他幾種藥物回收率在56%～ 104%範圍內，並對混合型HCX柱、弱酸型WCX柱進行回收率比較，因為HCX柱上樣時需要pH6溶液，並且要吹乾有機提取劑乙腈，該方法操作繁瑣；羧酸基填料WCX的pKa4.8，只能萃取pKa≥ 8.8的藥物，而SCX能萃取pKa≥ 2.8的所有鹼性藥物。Jacob-sen A M等用組合固相萃取柱強陰離子交換SAX+ HLB測定土壤中四環素類、大環內酯類、磺胺類多種獸藥殘留，離子交換柱僅用著淨化基質干擾，不保留被測物，HLB能富集所有藥物使樣品測定達較高靈敏度，測定低限範圍0.6μg/kg～ 5.6μg/kg。
