固相萃取技術在環(huán)境分析當中的應用

孫家冀

瓦房店市環(huán)境監(jiān)測站，遼寧瓦房店 116300

準確度和靈敏度是樣品處理好壞的關鍵。目前，在樣品富集方法中最常用的就是液-液萃取。而這種方法的效率較慢，因此固相萃取方法就是在為提高富集法的目的下誕生的。

固相萃取是注液相色譜技術與液固萃取的結合物。它與LLE比起來有許多的好處。第一，預處理時間明顯縮短。第二，準確度高。第三，對分析物有很高的回收率。第四，由于試驗成本低，從而降低了環(huán)境污染。第五，操作起來比較方便。由于它有這么多的好處，所以越來越受到國際的關注。目前它已經(jīng)成為了一個熱點話題。

1 固相萃取

1.1 固相萃取的基本原理

固相萃取就是從樣品中提取固體物質的方法。分離固相萃取所采用的柱被稱為SPE柱。而SPE柱的組成分為三部分：固定相、柱管和篩墊。其中最主要的部分是固定相。

SPE最主要的作用是水中組分的處理。痕量待測物在經(jīng)過SPE柱時會被富集。要保留待測組分沒有超過吸附容量的部分，然后再被選擇性溶劑洗脫。對遠距離采集樣品的處理應采用固相萃取。

1.2 SPE的操作方法

SPE的操作方法與填料有著直接的關系。就拿C18填料來說。第一步：能夠為了使被分析物和固化表面產生分子間的相互作用，可以使用玉柱處理。接著用水轉移過量的甲醇，并讓其與固化表面發(fā)生反應。為了不使溶質過早穿透，就要對填料進行處理；第二步：通過加樣的方式除去廢液；第三步：用溶劑出去雜質，最后把分析物留在柱上。

1.3 SPE的填補類型及其選擇

SPE有很多的填補種類，其中硅酸鎂、活性炭、氧化鋁等都是比較常見的。其中正向的化學鍵有二醇基、氨基等。而二氨基、基氨基、苯磺酸屬于離子交換型。固相萃取劑要有很高的吸附能力，而且還要確保吸附可逆性。分析物的極性與固定相極性最好選擇類似的，這樣可以保留最好的分析物。

1.4 漏點容量和保留體積

樣品的體積要有限度，否則會發(fā)生待測組分從吸附小柱中漏出的情況。而漏點不能太大，一般情況下不要超過5%。吸附容量隨著漏點下樣品通過的時間和流量的乘積值的變化而變化，兩者的關系成正比。也就是說漏點下樣品通過的時間和流量的乘積越大，則吸附容量也就越大。

2 固相萃取技術在環(huán)境當中的應用

當代由于工業(yè)技術的發(fā)展導致大量使用農藥，從而使大自然的某些大氣、水體超過了法律規(guī)定的用量。還有就是人們對環(huán)保的重視大大加強，有機污染物的排放量越來越低，從而提高了檢測技術的速度。所以，運用固相萃取技術已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的環(huán)保方法，廣泛的應用到了環(huán)境分析當中。

2.1 環(huán)境水中有機污染物分析

水中有機污染物的痕量富集可以用故鄉(xiāng)萃取技術來處理。自從上世紀80年代以后，SPE技術在我國得到了廣泛的應用。

環(huán)境污染物的檢測標準是多環(huán)芳烴。在水中3,4-苯并芘的含量應小于0.01ug/L為飲用水的衛(wèi)生標準。而若想知道苯并芘在水中的含量，最重要的是將其他有機與苯并芘分離。SPE和HPLC是目前較為先進的測定芘分離的方法，它取代了傳統(tǒng)的操作繁瑣，而且安全性差的熒光分光光度法。在利用了SPE之后，PAH的回收率能達到79%到104%，和標準只相差2.5%。而且專家還具體研究了在加入淋洗劑強度后對多環(huán)芳經(jīng)回收率的影響。結果證實對洗脫效果較好的是二氯甲烷。如果想使回收率的效果更佳明顯，可以在水中加入20%的有機性改劑。

2.2 固相萃取技術富集水中的多環(huán)方烴

多環(huán)方烴有強烈的致癌作用，由于它在水中的成分較多，研究者們一直在對其進行定量、定性。為此，專家做了精心的研究，而將重點放在了放入有機改性劑后能對回收率產生什么影響。

2.2.1 儀器與試劑

固相萃取裝置一共有12個樣位，總體上分為液相色譜系統(tǒng)和多環(huán)芳標液。其中液相色譜系統(tǒng)包括C18分析柱、HP1050泵等。多環(huán)芳標液分為茚并（1,2,3，-cd）芘0.8ug/L、菲0.8ug/L等。

2.2.2 固相萃取的條件

首先，要用二氯甲烷對富集床柱進行清洗，等流出液被抽空后，再分別利用5mL的甲醇和水與100mL水樣的碘化瓶相接。等水樣抽完之后在清洗臺柱，最后要對被分析組分進行洗脫。

2.2.3 結論

溶劑強度對回收率的影響

從表1可知，大環(huán)多環(huán)芳烴在用甲醇洗滌完之后效果較差，而用二氯甲烷能有不錯的效果，同時對于回收率的效果也好。

表1 洗脫溶劑強度對回收率的影響（%）

這是什么原因呢。相對于反相色譜而言，甲醇屬于弱洗脫機，溶解的能力較差，所以不能把多環(huán)芳烴在反相色譜上洗下來。而多環(huán)芳烴比二氯甲烷的溶解度大，極性相似，所以回收率高。

2.3 環(huán)境空氣中痕量有機物分析

揮發(fā)性物質占環(huán)境空氣污染的90%。通常用固相萃取的方法對揮發(fā)性和半揮發(fā)性進行富集采樣。為了能夠達到富集有機化合物的目的，首先讓空氣在低溫度下通過小柱，并保留待測的有機物，而正常的組分則讓它從小柱中流出。這個方法在進行污染事故采樣時特別適合，因為它操作起來比較方便。而利用Waters公司推出的空氣中醛／酮小柱，由于在它上面涂上了2，4一二硝基苯肼，可用于對環(huán)境空氣中醛／酮的分析，如汽車尾氣、居民區(qū)等。而采取自制Florsil固相萃取預處理小柱濃縮、凈化一高效液相色譜法，可以對地面揚塵中痕量甲磺隆含量進行研究。最后經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)地面揚塵中甲磺隆的回收率為89%到105%。

3 結論

由于具有溶劑量使用少，簡便快捷的優(yōu)點，固相萃取技術已經(jīng)得到了很好的應用，而且還在法醫(yī)毒藥的方面進展顯著。因為SPE的諸多優(yōu)點，它已經(jīng)受到了科學界的極大重視，目前SPE的發(fā)展方向正朝著多樣化不斷地邁進著。

[1]王成端.固相微萃取技術的應用局限與擴展途徑[J].西南科技大學學報，2006(2).

[2]李麗榮，吳宇峰，時庭銳，楊家鳳.固相萃取技術在環(huán)境水質監(jiān)方法開發(fā)中的應用[J].天津市環(huán)境監(jiān)測中心，2007，30(3)：41-44.

[3]何淼.固相萃取技術在環(huán)境有機污染物分析中的應用[D].中國地質科學院，2007(2).