固相萃取：从基础到现代分析工作流程

色谱和质谱样品制备是分析化学中最关键（也是最被低估）的步骤之一--确保样品足够清洁和浓缩，以便进行准确、可重复的分析。缩短样品制备时间会影响数据的准确性，降低方法的稳健性，甚至在最关键的时候造成昂贵仪器的及时停机。

尽管样品制备的基本目标始终如一，但实现这些目标所采用的技术却发生了显著变化。自1996年Oasis HLB首次面世以来，三十年来在吸附剂化学和工作流程设计方面的创新，已将固相萃取（SPE）从一项专业技术转变为分析实验室的日常工具——这一发展历程值得我们深入探讨。

样品制备面临哪些挑战？

样品制备和清理样品的重要性归结为一个主要挑战：基质干扰。这些干扰会带来数据的不稳定性，影响方法的可靠性，并导致仪器出现问题，尤其是在 LC-MS 工作流程中。清理样品可以浓缩感兴趣的分析物，提高分析结果的准确性和精确度，并去除干扰物质，从而提高灵敏度。

尽管基质效应至今仍是常见的挑战，但现代固相萃取（SPE）技术已显著提升了实验室高效、可重复地去除干扰物的能力。在过去的30年里，吸附剂化学领域的进步使分析人员能够以更少的处理步骤获得更纯净的萃取液，从而为常规工作和受严格监管的工作流程提供了有力支持。

样品制备技术有很多，从过滤和蛋白质沉淀等简单方法到固相萃取（SPE）等选择性更强、灵敏度更高的技术，都能得到最纯净的提取物。虽然有许多样品制备技术，但固相萃取技术因其能够提供更纯净的提取物、减少基质干扰和提高灵敏度而脱颖而出，尤其是在具有挑战性的应用中。让我们来详细了解一下。

固相萃取（SPE）在现代分析工作流程中的发展

随着分析实验室需要处理日益复杂的样品基质、应对更严格的监管要求以及满足更高的通量需求，固相萃取（SPE）技术也随之不断进步——从传统的净化方法，发展到专为现代工作流程设计的高选择性、应用特定解决方案。

可润湿聚合物吸附剂、混合模式化学方法、高通量板式格式以及简化的萃取方案的引入，使固相萃取（SPE）比以往任何时候都更加稳健、可重复且易于操作。

自动化SPE平台可与这些现代SPE吸附剂配合使用，进一步提高重复性，使方法开发更加“交钥匙”，同时减少人工操作时间并支持更高的样品通量。

如今，科学家可以从种类繁多的固相萃取（SPE）化学方法和装置形式中进行选择，这些方法和装置旨在应对从制药生物分析和全氟烷基物质（PFAS）检测，到食品安全和临床研究等各方面的挑战。

固相萃取是如何工作的？

SPE 的工作原理是将液体样品通过固体吸附材料（吸附剂），通过选择适当的溶剂和吸附剂对分析物进行选择性吸附，从而保留相关的分析物。根据分析物的性质和样品基质的不同，会使用不同的吸附剂化学成分，如硅基、聚合物基和 离子交换 材料。

常见的 SPE 协议通常有两种工作方式：

• “进样-洗涤-洗脱”法，包括 进样、洗去干扰物以及洗脱
• “通透”法，即杂质被吸附剂捕获，而纯净的待测物则通过。

选择 SPE 吸附剂

在沃特斯，我们提供多种多样的 Sep-Pak Sorbents包括许多基于二氧化硅的选项，旨在帮助您应对实验室中最复杂的挑战。 绿洲吸附剂 都是以 Oasis HLB 为骨架的聚合物吸附剂，每种吸附剂都能以简化的方案处理不同类型的分析物和样品基质。

30年来，Oasis吸附剂通过在聚合物固相萃取（SPE）技术领域的持续创新，帮助科学家应对不断变化的样品制备挑战。从最初的Oasis HLB化学体系，到Oasis PRiME HLB以及混合模式离子交换解决方案，Oasis SPE可满足各类分析物、基质和分析目标的需求。

• Oasis HLB 吸附剂 是一种亲水-亲脂平衡吸附剂，对酸、碱和中性物质都有很高的吸附能力，因此应用范围非常广泛。
• Oasis PRiME HLB Sorbent 还能在制备用于 LC-MS 分析的样品时，进一步去除磷脂和盐类等复杂基质干扰。
• Oasis 混合模式离子交换吸附剂（MM-IEX、MCX、MAX、WCX、WAX）具有最高级别的特异性和灵敏度，适用于选择性要求更高的分析物。

SPE 广泛应用于各个领域，包括环境分析、制药、食品安全和临床诊断。用于 SPE 的常规吸附剂包括 Oasis HLB、MM-IEX、C18、C8 和硅吸附剂，每种吸附剂都是根据具体应用和分析物特性选择的。一些独特的例子包括使用 WAX 吸附剂吸附全氟辛烷磺酸，因为它能与许多全氟辛烷磺酸的酸性结合；使用 MCX 吸附剂吸附碱性药物和胰蛋白酶肽；甚至使用 Sep-Pak PSA 吸附剂吸附脂肪酸。

选择 SPE 设备格式和样品处理选项

选择合适的装置格式（如盒式、96 孔板或 µElution Plates）取决于样品量、样品通量要求和分析物的性质。

• 轻松完成单个样本的样品制备 -使用注射器式加样盒可快速清理样本，例如可能含有食物的样本
• 样品批量大 -96 孔选项可提高效率，如生物分析测试
• 多肽样品 - 多肽可能会发生非特异性结合，从而降低灵敏度。µElution 菌落总数计数板采用独特的设计，可提供额外的浓度以提高灵敏度，从而最大程度地减少因粘附在收集板壁上而造成的分析物损失。
• 多功能样品制备 - 传统的真空吸样盒是所有行业广泛使用的一种形式。它们非常适合处理单个样品或小批量样品，具有各种吸附剂容量，可满足不同的分析需求。

实验室样品瓶的正确选择也是样品制备的一个重要方面。样品处理选项包括手动、半自动和全自动系统，每种系统都能提供不同程度的效率和便利性。

随着实验室通量要求的提高，固相萃取（SPE）装置的形式也随之演变，以支持从单样本制备到全自动高通量分析的各种工作流程。现代的柱式、板式和µElution格式提供了灵活性，可在生产效率、灵敏度和可扩展性之间取得平衡。

如何评估 SPE 程序 

评估 SPE 方案需要测量三个关键参数，以确定是否成功。 

• 回收率 %：从样品中回收分析物的百分比。
• 基质效应：样品中其他物质对分析物检测的影响。
• 质量平衡：萃取过程中分析物的总量。

除了回收率和基质效应外，许多实验室还会评估该方法在不同分析人员、不同批次和不同仪器之间的重复性。随时间推移保持一致的性能，仍然是样本制备工作流程稳健性的最重要指标之一，特别是在数据可信度至关重要的受监管环境中。

如果回收率低、基质效应大、重现性差，则可能需要对方案进行故障排除。这包括调整吸附剂类型、洗脱溶剂和样品装载条件。通过方法优化，您可以确保您的 SPE 方案在日常使用中稳健可靠。

SPE 入门

固相萃取仍是分析科学家可用的最强大且用途最广泛的样品制备技术之一。无论是为了减少基质干扰、提高灵敏度、增强重复性，还是简化工作流程，选择合适的固相萃取（SPE）化学方法和形式，都会对分析性能产生显著影响。

在过去的30年里，固相萃取（SPE）技术的进步帮助实验室应对了日益复杂的分析挑战，同时提高了工作流程效率并增强了对结果的信心。随着分析科学的不断发展，SPE仍然是获得更纯净样品和更可靠数据的基础工具。

有关如何优化您的 SPE 方案的更多信息，以及了解我们的全系列 SPE 产品，包括实验室用样品预处理试剂盒和样品瓶，请访问我们的网站 page on sample preparation.有关 SPE 入门的更多信息，请查看我们的 SPE 入门指南 或观看我们的 最近的网络研讨会.