SPE(固相萃取)是一种基于液-固相色谱理论的样品前处理技术,其保留机制主要基于吸附剂与目标化合物之间的不同作用力。以下是SPE的几种主要保留机制:
### 一、非极性作用力
非极性作用力产生于固相萃取材料官能团上的碳氢键与目标化合物的碳氢键之间。这种作用力通常用于从样品基质中吸附分离具有非极性结构的目标化合物。它主要存在于键合硅胶及聚合物吸附剂与目标化合物之间。例如,在反相SPE中,非极性固定相(如烷基或芳香基键合的硅胶)能够保留大多数具有疏水特性的分子,这些分子通过非极性作用力(如范德华力)被吸附在固定相上。
### 二、极性作用力
极性作用力发生在固相萃取材料极性表面与样品中目标化合物的极性官能团之间。常见的极性固相萃取材料包括硅胶、氧化铝、弗洛里硅土及含有氰基、氨基、二醇基的键合硅胶等。在正相SPE中,极性固定相(如极性官能团键合的硅胶)能够吸附极性分析物,这些分析物通过极性作用力(如氢键、π-π相互作用、偶极-偶极相互作用等)被保留在固定相上。
### 三、离子作用力
离子作用力发生在带相反电荷的目标化合物与固相萃取吸附剂官能团之间。这种作用力使得离子交换型吸附剂能够吸附带相反电荷的目标化合物。例如,强阳离子交换柱能够吸附带负电荷的目标化合物,而强阴离子交换柱则能够吸附带正电荷的目标化合物。离子交换SPE适用于在溶液中(通常为水溶液,有时也为有机溶液)带电荷的化合物。
### 四、共价作用力
共价作用力发生在共价填料与目标化合物之间。共价键不易被打断,但有的官能团形成的共价键在改变溶剂环境的条件下是可逆的。这种作用力通常用于特定类型的目标化合物的吸附,如含有特定官能团的化合物。然而,在SPE中,共价作用力并不是主要的保留机制,因为大多数SPE过程是基于物理吸附而非化学吸附。
### 五、次级相互作用
除了上述主要的保留机制外,SPE过程中还可能存在次级相互作用。这些作用力通常是由于硅胶颗粒的基体残留硅羟基导致的极性次级相互作用或阳离子交换的次级相互作用。这些次级相互作用可能会影响分析物的保留和洗脱效果。因此,在SPE过程中,需要注意操作条件的优化和控制,以确保分析物的有效分离和富集。
综上所述,SPE的保留机制主要基于非极性作用力、极性作用力、离子作用力以及可能的次级相互作用。在实际应用中,需要根据目标化合物的性质和样品基质的复杂性选择合适的吸附剂和保留机制来实现目标化合物的有效分离和富集。