固相萃取（SPE）的核心原理与保留策略

固相萃取（Solid Phase Extraction, SPE）是一种结合液固萃取与柱色谱技术的样品前处理手段，通过固相吸附剂选择性吸附目标物，实现复杂基质中化合物的分离与富集。其核心在于利用目标物与吸附剂间的特异性相互作用，结合差异化的保留策略，达到纯化或浓缩的目的。以下从基本原理与保留策略两方面解析其工作机制。

一、SPE的基本原理

SPE的分离过程基于吸附剂的选择性保留与流动相的梯度洗脱：

1. 吸附：将液体样品通过固相吸附剂（如C18、离子交换树脂等），目标物通过疏水、静电或氢键作用被吸附；

2. 分离：干扰物或基质成分因作用力弱被直接冲走，或通过清洗步骤去除；

3. 洗脱：使用强溶剂（如甲醇、乙腈或缓冲盐溶液）将目标物从吸附剂上释放，完成富集。

该技术可高效处理生物体液、环境水样等复杂基质，适用于痕量分析（如农药残留、药物代谢物检测）。

二、SPE的两种基本保留策略

策略1：通过净化（吸附干扰物）

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• 原理：固定相选择性吸附干扰物，允许目标物直接通过并收集。

• 操作流程：

1. 活化吸附剂（如硅胶或离子交换树脂）；

2. 上样后，目标物随流动相流出，干扰物被吸附；

3. 直接收集含目标物的流出液。

• 适用场景：

• 样品中干扰物浓度显著高于目标物（如食品中色素去除）；

• 目标物稳定性差，需避免接触强洗脱溶剂。

策略2：保留-清洗-洗脱（吸附目标物）

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• 原理：固定相特异性保留目标物，通过清洗去除杂质后洗脱目标物。

• 操作流程：

1. 保留：目标物被吸附剂捕获（如C18通过疏水作用保留非极性化合物）；

2. 清洗：弱溶剂（如水或低浓度甲醇）去除吸附力弱的杂质；

3. 洗脱：强溶剂（如甲醇-乙酸溶液）解吸目标物。

• 适用场景：

• 痕量目标物富集（如环境水样中农药检测）；

• 需高纯度提取物的分析（如血浆中药物代谢物分离）。




三、吸附剂与策略的匹配选择

• 反相吸附剂（C18、C8）：适合策略2，通过疏水作用保留非极性目标物（如多环芳烃）。

• 离子交换树脂（SAX、SCX）：适合策略1或2，通过静电作用吸附带电化合物（如核酸、蛋白质）。

• 混合模式吸附剂（HLB）：兼具疏水与离子交换作用，适配复杂样品（如血样中多类化合物同步富集）。

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• 四、应用与优势

• 环境分析：富集水体中痕量有机污染物（策略2）；

• 食品安全：去除果汁中色素与糖分（策略1）；

• 生物医药：纯化血浆中的药物分子（策略2）。

SPE通过灵活的保留策略与多样化的吸附剂，成为高效、可控的样品前处理工具，显著提升检测灵敏度与分析效率，助力精准分析。