固相萃取技術在環境水質監測方法開發中的應用探討

周萌

摘 要 固相萃取技術在檢測分析環境水質中痕量有機污染物方面非常適用。本文以環境水樣中的硝基苯類化合物為例，探討怎樣運用固相萃取技術構建一個實用、方便的環境水質監測分析方法。

關鍵詞 固相萃取技術；環境水質監測；應用

中圖分類號 X8 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）17-0067-02

固相萃取（SPE）是一種試樣預處理技術，該技術以液固分離萃取為其基礎與核心，由兩種技術結合而得，其一為柱液相色譜，其二則為液固萃取。在環境水樣中，被測物一般有著比較低的濃度，背景干擾大，因此，利用固相萃取技術，能夠使水樣中痕量被測組分盡快富集，使分析方法相應檢測限大幅降低，最終推動整個檢測靈敏度的有效性提升。

1 固相萃取柱的選擇

1.1 固相萃取構型的選擇

SPE從本質上來講，可劃分為兩種構型，其一為固相萃取盤，其二則為固相萃取柱。對于典型固相萃取柱來講，其柱容積一般為1mL～6mL，填料粒徑多為40μm，填料質量為0.1g～2g，在柱的兩端位置，配置有塑料篩板或是多孔的金屬。此種配置具有易裝填、價低等優點，但也有其缺點：通過液流時，會出現溝流現象，使傳質效率大幅降低。因此，在固相萃取過程中，不能有過大的加樣流速，不然，會大大降低效率，使得回收率較低。固相萃取盤通常由吸附樹脂加入少許聚四氟乙烯壓制而成，或由較細粒徑的鍵合硅膠制成，其厚度通常維持在0.5mm～1mm。

1.2 固相萃取吸附劑的選擇

在方法建立過程中，究竟應該選擇哪種吸附劑固定相，通常情況下，需考慮兩大因素，其一為樣品提取溶液的基體，也就是溶劑，其二為目標化合物的性質。在實際開展固相萃取過程中，在選擇固定相時，應盡量選擇與被分析物相應極性比較相似的。然后結合固相萃取具體的分離方式與模式，進行細致劃分，即正、反相固相萃取等。而對于反相固相萃取而言，其乃是當前應用最為普遍且效果相對較佳的固相萃取方法；從本質層面來考量，此方法以具有突出疏水性、非極性特征的固定相為基礎，從極性樣品溶液當中，以萃取的方式獲得弱極性的分析物，對物質進行深入的定量萃取分析，然后運用少許有機溶劑，從固定相上將分析物洗脫下來，然后實施測定。最為常用的是C18鍵合硅

膠等。

2 固相萃取方法的建立

2.1 預處理固相萃取柱

通過預處理固相萃取柱，除了能夠將附劑當中的雜質去除，達到減少污染的目的之外，還能讓吸附劑更加滿足實際需要，即溶劑化，如此一來，在實際加樣吸附操作過程中，樣品溶液便可以更為深入、更加緊密的吸附劑表面呈接觸狀態，使整個測定工作更具重復性，獲得大的穿透體積以及較高的萃取效率。在進行固定相活化時，通常情況下，會用到兩種溶劑，分別為固定相溶劑化與凈化固定相，但無論何種溶劑，對于其所具有的強度而言，都需要一致于樣品溶液相應強度，如果過強，那么會具有較低的回收率。通常，每100mg固定相的溶劑用量為1mL～2mL。比如用C18鍵合硅膠柱對水中的硝基苯類化合物，在對其實施萃取時，采用更加適合的二氯甲烷（5mL），然后經SPE柱，對其實施活化處理，針對C18長鏈來講，如若其沒有經過處理，通常情況下，其呈現姿態為卷曲狀，而對于處理之后的C18長鏈而言，其長鏈以刷狀而呈現；在實際處理過程中，若選用的是二氯甲烷，那么需要進行的工序便是將其抽干處理，然后用甲醇，通過SPE柱，置換二氯甲烷，最后，用水經柱子，便可實現甲醇的相應替換操作，在此過程中，需確保樣品水溶液穩態，這能夠較好地提升整體的萃取

效率。

2.2 上樣

1）上樣溶劑。為最大程度避免分析物的流失，在上樣過程中，需選用較弱的溶劑，若過強，那么分析物就會保留的比較低，如此一來，便會影響到穿透體積，使其變得非常小，整個回收率也會隨之而大幅降低。如果被分析水樣中有著比較多的強溶劑含量，那么可選用弱溶劑稀釋上樣。針對部分化合物而言，通過加入少許的有機改性劑，便能實現回收率的提升。比如利用C18對水樣中的硝基苯類進行萃取：將適量甲醇加入到1L加標水樣當中，進行回收率實驗，最終結果得知，沒有加甲醇的水樣，有著稍低的回收率，而加入有0.5‰～1.0‰甲醛的水樣，回收率有一定增加，當添加量大于2‰時，回收率不會隨之上升，而是下降。究其原因，主要因為在水樣中加入比較少的甲醇，可以增加硝基苯類化合物相應吸附率，在此影響下，對于容器壁相應殘留而言，則會隨之而減少；如果甲醇的添加量比較多，那么過多的甲醇會對吸附的硝基苯進行相應解析，使得整體回收率大幅降低。甲醇添加量控制在每升水5.0mL～10.0mL

為宜。

2）上樣體積。在對高濃度水樣進行分析時，上樣體積小為宜。在對低濃度水樣進行分析時，為最大化降低檢出限，需將大體積水樣當中的待測物富集起來，而當初富集于吸附劑上的化合物，由此影響，便會被洗脫，因此會大幅降低整體回收率。對此，在選取試樣的量時，可以依據實際情況，以試樣穿透體積前的最大量為依據與參考，與之對等。在實際操作中，由于有著各種類型與種類的化合物，因此，如若填料用量不同，填料種類也存在差異，在此狀況下，保留因子受上述影響同樣會存在差異，從而出現不同的穿透體積。比如以硝基苯類化合物為例，當對其穿透體積實施系統化測定時，選用濃縮系列體積持續增大的相應被分析物的溶液，分別經GDX502柱、ODS-C18柱（均為500mg），然后依據實際情況與需要，以被吸附分析物為對象，對其實施洗脫處理，完成操作后，測定最終的回收率。分別選擇如下上樣體積，即2.0L、0.5L、1.5L與1.0L，然后分別將硝基苯類標準物質（20μg）加入到各上樣體積當中，分別對其回收率進行系統化測定。最終得知，其中回收率最高的是0.5L，而大于85%有3種，分別為0.5、1.0與1.5L，而2.0L則降低了10%。由此得知，無論是GDX502柱，還是ODS-C18柱，對硝基苯類各化合物相應穿透體積均達1.5L。

2.3 分析物的洗脫與收集

運用淋洗溶劑，對固相萃取柱上所吸附的相應被分析物實施洗脫操作，并進行收集與測定，此外，盡量保留萃取柱中的干擾物質。在此操作中，選用洗脫溶劑時，要做到強度適當，此點尤為重要。若過小，則不能較為有效地實現待測組分的理想化洗脫；若過高，那么會造成不必要干擾物質也隨之而洗脫。為使最終的洗脫液干凈，可選比較弱的溶劑，用大溶劑體積洗脫分析物，然后運用氮吹進行濃縮，最后實施系統化的色譜分析。比如基于FID檢測器自身特點，以及淋洗溶劑所持有的相應極性特征，在挑選所需要的洗脫溶劑時，運用二氯甲烷，對ODS-C18柱進行洗脫，然后進行全面性測定，最終得知，其回收率超過了85%。如果選用ECD檢測器，通過運用100：0；90：10；50：10；10：50（V/V）配比的正己烷/丙酮溶劑，來淋洗富集濃度與體積相同的模擬水樣的Oasis HLB柱，比較回收率得知，90：10V正己烷/丙酮溶劑具有較好效果。

3 結論

綜上所述，在檢測、分析環境水質有機污染物方面，盡管當前已有許多應用技術，但從總體上來看，固相萃取技術效果更為突出，應用前景也更為廣闊，但在固相萃取方法實際建立時，需注重被分析物與試樣基體的性質，對有多種選擇的固定相，經實驗得出最佳選擇，從而得出最為實用、方便的固相萃取方法。

參考文獻

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