SPE技術的利與弊——固相萃取技術的利弊評價（二）

填料的質量穩定問題

在我們開啟一瓶二氯甲烷或丙酮時，只要買的不是偽劣產品，就是不同公司的也可以放心使用，因為它們的萃取性能是穩定可靠的。而固相萃取則不同，就是同一公司的正品填料，每次的產品性質還是有些許差異，不同公司的相差更大。而如果換一家公司的固相萃取柱或同一公司不同批次的小柱，都需要把所有的項目做一遍質量評估，從而也可能導致沒有太多人愿意使用。

不能加熱

一般的加熱行為可以改善吸附作用，可是由于固相萃取柱的套管是由塑料制造的，一加熱就會變形，所以只能做常溫操作。

項目局限性

從各家供應商提供的資料來看，做得比較好的應用主要在處理藥物方面，即分子量比較大，性質比較穩定的那些物質。液體萃取的相似相溶理論已經久經考驗，而固相萃取靠的是吸附與洗脫，已經完全不是經典的萃取過程了，并不是所有的項目都適合。很多經典的液體萃取實驗到現在也不能轉化到固相萃取，即使轉化，效果也不理想。

使用SPE的注意事項

盡量慢

我們在用固相萃取時，面臨的一個問題是：液體應該以什么速率過柱流出，我的經驗是，要想效果好，就要慢，盡量慢。

對于固相萃取柱中的填料，如果局部放大地看，能看到很多的空隙，液體流通的渠道很多，如果流得快，相當比例的待測組分還來不及與填料充分作用就從通道流失；所以要慢，給它們一個充分作用的機會。

如何慢呢？一個竅門就是不要用配合抽氣機使用的所謂固相萃取器，而采用再普通不過的重力法。利用重力的作用使液體向下流出。在實驗速度上，重力法遠不如吸力法，但是在實驗效果方面，重力法遠比吸力法優勝，用吸力法只能得到譜帶吸附，用重力法卻能得到柱頭吸附，在速度和效果兩者的平衡中，我們還是傾向于優先保證好的效果。

舉例來說，一個3 ml 500mg的C18小柱，如果加甲醇活化，其甲醇全部流至篩板時間約為20 min，而在過樣品液時，25ml的液體最多2 h可以流完，而且用重力法如果得當，工作速率不一定比吸力法差很多。因為我們可以充分利用空閑時間，用吸力法必須有人在旁邊守候，而重力法由于不需要用電，可以充分利用午休和晚上時間過柱，液體量大時接個堆疊接頭和延長管即可，安排好實驗步驟，工作效率一樣很高。另外，重力法不需要抽氣機和固相萃取器。

盡量少

在固相萃取條件選擇上，有人為了提高提取效率，盡量多加液體，或選擇填料量大的小柱，我覺得大可不必如此。尤其在用重力法時，由于效率高，很多情況下是柱頭吸附，并不是所有的填料都在起作用，填料多了不僅液體流出速度會更慢，而且在洗脫時的擴散會很明顯。因此建議，夠用就行，在能保證效率時，填料盡量少，加液也不宜多。

實驗條件不宜過分細化

固相萃取從原理上是色譜分離，但是在操作時最好只把它作為吸附萃取劑使用，由于填料性質、松緊常有差異，因此在實際實驗中不必因為追求效果的最佳化而設計出很復雜的洗脫程序。

在建立條件中，我們應該盡量多利用現成的資料，盡快地建立起體系，同時要對操作過于復雜的步驟保持警惕性，在實驗效果、實驗速率和易操作性三者中取得平衡點。

只用一次

固相萃取柱最好只用一次。因為從嚴格的意義上來說，很多物質的吸附是不可逆的，一次吸附，無法洗脫，就會影響著下一次吸附，雖然有人做過重復利用的實驗，但是總體來說為了節省一點經費而大大增加了結果的不可靠性和不確定性，是很不合算的行為。因此建議，只用一次。如果想節省經費可以從減少填料量和使用小容積管入手，盡量用堆疊接頭和延長管。

慎用固相萃取器

供應商通常會在推薦固相萃取柱的同時，推薦使用固相萃取器，除了價格昂貴外，這樣的配置即使加上調速開關，也很難得到好的結果，主要問題就是把小柱的不平行性放大了。建議實在不適合重力法的才用固相萃取器。

現在市面上還沒有比較理想、適合食品檢測的全自動固相萃取器，主要問題就是無法解決一批小柱中液面下降不一致的問題，加上價格昂貴，性價比較低。帶液面測量的也不能對多批量的小柱同時檢測，且有交叉污染的危險。目前的全自動固相萃取器基本上是走重力法路線，倒是回避了密封的難題。

液體萃取不可替代

有些人在初次接觸固相萃取時，總覺得它能取代液體萃取，實際上就象毛細管電泳無法取代液相色譜一樣，固相萃取在某些場合比液體萃取合適，但是在更多情況下，還是傳統的液體萃取更可靠。這一點從目前實驗技術的實際發展可以得到印證。

關于液固萃取，我們不要僅僅把它看作是一個提取過程，從另一個角度來看，它還是一個凈化過程，是把固形干擾物排除凈化的過程。理解這一點，有助于我們優化選擇實驗方法。

實用性決定實驗設計成功與否

在設計一個實驗時，開始要考慮到其技術上是否先進。而在實際運用中，最終決定這個方法是否可行，是否能夠存在的關鍵是實用性。一個實驗方法不僅要解決問題，而且能夠在人力、物力、財力三方面達到平衡，且滿足可持續、可重復操作的要求。因此，再先進的技術，也要服從實用性，否則就沒有生命力。

案例分析

2003版的“食品衛生檢測方法-理化部分”的色譜實驗部分，相對于1996年的版本，引入了一些新的技術，主要是普遍采用了儀器法。進步雖然明顯，可錯誤依然很多，有些甚至是一脈相承。尤其是某些新引入的國標，只能讓人無比感慨標準批準機構的寬容與勇敢。

雖然在2003版國標中大范圍地引入了固相萃取技術，但是如果直接套用書中的方法，其實用性相當低。下面以農藥檢測中最常用的佛羅里硅土舉例，講解新國標應用固相萃取技術的主要問題和解決方法。

新國標中對于佛羅里硅土的處理從頭到尾如出一轍：“在650℃下活化4~5h，臨用前用3％的水去活化。再取一支玻璃層析管，上下各裝1.5cm高的無水硫酸鈉，中間加入10 g處理后的佛羅里硅土，最后都是淋洗和濃縮的步驟。

以上的步驟看起來很清晰，但是可操作性卻很差，主要表現在以下幾個方面。

（1）“在650℃下活化4~5h”。高溫活化的過程雖然是5 h，但是馬弗爐從650℃降到室溫就需要10 h以上，所以光是活化就是一整天的時間。

（2）“臨用前用3％的水去活化”，由于處理后的佛羅里硅土吸附性太強，所以要加入水來滅活，3％的概念是指按照佛羅里硅土重量的3％加入水量，但是誰也無法保證加入的水是均勻的，這是一個結果平行的隱患。

（3）“裝入玻璃層析管”，應該注意到這是一個在實驗前才能做的工作，而不能將材料做好后儲備起來。

（4）“淋洗和濃縮”，這是實用性最差的階段。一般的淋洗后體積為100ml，而濃縮后的體積要求一般在2?ml左右。這樣就需要用到旋轉蒸發器，而旋轉蒸發器的工作效率是很低的。

從以上4 點可以看到，這一系列操作的問題在于所有的材料均要在臨實驗前手工裝備完成，而且還要經過耗時耗力的濃縮過程。如果這是在一個科研機構開發方法，或一天只處理一個樣品則是勉強可行，但是對于基層檢驗機構則是完全不現實的。

要解決以上的問題，方法就是首先要利用現成的、可長期保存的商品柱代替手工裝填柱，其次要盡量避免大體積的濃縮過程。

商品的佛羅里硅土柱各家公司均有售，個人推薦使用的規格為3ml，500mg，至于品牌選擇，一定要買大公司的獨立包裝柱。佛羅里硅土的填料其實很普通，關鍵在于廠家在制造前是否經過嚴格的燒烤過程。

由于使用商品柱，所以加3％的水去活化變成一件不可能的事情，但是據我的實際操作經驗，完全可以利用樣品本身去活化，所以這一步驟是可以去除的。

至于“淋洗和濃縮”步驟，建議不一定要非全部洗脫出來再濃縮定容，在淋洗曲線的某一點，洗脫出的溶液濃度正好與實際樣品液濃度一致，只要能控制在某一點的洗脫液接收，完全可以避免復雜的濃縮過程，這一點，對于那些本身就對熱不穩定的項目更加重要。例如GB/T 5009.146-2003“植物性儀器中有機氯和擬除蟲菊酯類農藥多種殘留的測定”，要求在手工填裝的佛羅里硅土柱加入2ml石油醚試液，再用100ml石油醚+乙酸乙酯（95+5）后洗脫，最后將100ml濃縮至1ml后測定。而通過上述所提的淋洗曲線，會發現在首2ml淋洗液無待測物洗脫，第2~3ml是比實際值高一倍的洗脫液，第3~5ml的洗脫液則與實際樣液濃度一致，所以可以直接取第3~5ml的洗脫液測定，而不用經過一個全部洗脫后再濃縮的過程。

這樣，就可以提出以下的“實用版”植物性食品中有機氯和擬除蟲菊酯類的前處理步驟：

（1） 取干燥樣品5.0 g于250ml碘量瓶中，加石油醚50ml，放在振蕩機上振蕩30 min。（如果是含水分樣品，則先加入適量無水硫酸鈉混合，等其脫水后再同上處理）。

（2）用三角漏斗過濾，收集濾液（濾液可輕度濃縮）。固定豎立凈化柱，凈化柱上接堆疊接頭，上接24?ml空管。

（3） 加全部濾液進入空管內，過柱。

（4）等濾液全部從柱底端流完后，加入3ml石油醚+乙酸乙酯（95+5），洗脫液放棄，整個過程小柱加蓋，防止揮發。

（5）第一次加入的洗脫液流完后，再加入3ml石油醚+乙酸乙酯（95+5），在小柱底端收集洗脫液）

（6）進樣。