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SPE固相萃取小柱保存、预处理与再生复用技术规范

更新时间:2026-06-16      点击次数:61
一、范围
本规范适用于硅胶基质(C18、PSA、氨基、氰基、硅胶、混合型填料)、高分子聚合物基质(HLB、WAX、WCX)各类常规固相萃取小柱,涵盖仓储保存、实验前标准预处理、使用后再生清洗、重复复用判定全流程操作要求,可作为实验室样品前处理 SOP、耗材管控、成本优化技术依据。
二、术语与基础说明
预处理(活化平衡):通过有机溶剂、水溶液依次浸润填料,恢复吸附位点活性,建立与样品匹配的亲水 / 疏水环境,防止目标物吸附损失。
再生复用:单次使用后通过梯度溶剂冲洗去除基质杂质、残留目标物,恢复填料吸附性能,实现多次重复使用。
穿透容量:小柱可稳定吸附目标物的最大样品量,再生多次后穿透容量下降至标准下限则报废。
基质残留:样品色素、油脂、蛋白、腐殖酸等杂质不可逆吸附在填料孔隙,造成回收率降低、基线抬升、交叉污染。
三、固相萃取小柱标准化保存规范
3.1 未开封全新小柱仓储保存
环境条件
存储环境温度 5~30℃,相对湿度 40%~70%;避光、通风,远离有机溶剂挥发、酸碱试剂、臭氧环境。
分类存放要求
硅胶键合相小柱(C18、氨基、氰基):严禁长期高湿存放,避免硅羟基水解、填料键合相脱落;开封前原铝箔袋密封保存。
聚合物 HLB、离子交换柱(WAX/WCX):耐潮湿,但不可直接接触水汽、冷凝水,整盒密封存放。
正相填料(硅胶、氧化铝、佛罗里硅土):严格干燥保存,受潮会大幅降低吸附选择性,开封后尽快用完。
堆放禁忌
禁止重压堆叠,防止筛板变形、填料压实堵塞;避免与强酸、氧化剂同柜存放。
3.2 开封未使用完小柱短期保存(1~7 天)
两端密封:小柱上下两端配套堵头密封,放入原装密封袋,加入干燥剂。
反相类(C18、HLB):柱内保留少量甲醇 / 乙腈润湿填料,防止填料干死失活;
正相类(硅胶、Florisil):排空柱内溶剂,干燥密封,防止吸水失活;
离子交换柱:留存对应缓冲盐平衡液密封,避免电荷位点失效。
3.3 长期闲置保存(7 天以上)
反相小柱:甲醇冲洗后,低速抽干至微润湿状态,两端密封冷藏(4℃);
正相填料:纯氮气吹干填料,干燥器内避光保存;
离子交换固相萃取柱:水洗→甲醇脱水,干燥密封冷藏;
禁止冷冻保存,低温会造成填料孔隙结构不可逆损伤。
3.4 已上样使用中途暂停保存(样品吸附状态)
目标物保留在填料上,不可完全抽干;
加入少量弱淋洗溶剂浸润填料,两端密封,4℃冷藏,静置时长不超过 24h;
油脂、高色素样品不可静置过夜,杂质会发生不可逆吸附。
四、不同类型 SPE 小柱标准化预处理(活化平衡)操作流程
4.1 反相固相萃取小柱(C18、C8、HLB)通用预处理
适用:水体、食品中弱极性、非极性有机物(农残、多环芳烃、油脂)
活化:甲醇 / 乙腈 3~5 倍柱体积,低速过柱,浸润全部填料;
平衡:纯水或样品初始缓冲液 5 倍柱体积,置换有机相;
禁止活化后抽干填料,填料干燥会造成疏水吸附位点塌陷,目标物回收率暴跌。
4.2 正相固相萃取小柱(硅胶、Florisil、氨基、氰基)预处理
适用:油脂、植物油、脂溶性维生素、极性杂质分离
活化:二氯甲烷 / 乙酸乙酯 5 倍柱体积;
平衡:与样品溶剂极性匹配的正相溶剂(正己烷、石油醚);
全程保持干燥,严禁水相进入填料,吸水会直接丧失分离能力。
4.3 混合型离子交换小柱(WAX/WCX/MCX/MAX)预处理
适用:水体、生物样品中酸碱类极性化合物、兽药、有机酸
活化:甲醇 4 倍柱体积;
平衡:对应 pH 缓冲溶液 5 倍柱体积,调节填料电荷环境;
上样前保证柱内无气泡,气泡会造成局部通路、富集不均。
4.4 预处理通用质控要点
溶剂流速控制:1~2 滴 /s,保证溶剂与填料充分接触;
柱内无干层、无气泡,出现干柱需重新完整活化;
活化、平衡溶剂纯度≥色谱纯,减少柱内杂质本底;
批量处理小柱时,同一批次统一溶剂、统一流速,保证平行性。
五、固相萃取小柱分级再生复用操作技术
5.1 适用与禁用复用场景
可再生复用小柱
仅适用于色素、油脂较少的水样、清洁饮料、地表水等低基质干扰样品;C18、HLB、硅胶、离子交换柱均可有限次再生。
不可再生、单次报废场景
高腐殖质污水、污泥、肉制品、中药提取液等高色素、高油脂样品;
重金属、强氧化剂、高浓度酸碱样品污染后的小柱;
筛板变形、填料开裂、出现明显穿透、回收率下降超 20% 的小柱。
5.2 一级轻度再生(常规水样、低杂质样品,可重复 3~5 次)
适用于仅吸附少量目标物,无明显色素残留的小柱
洗脱后,甲醇 5 倍柱体积冲洗,洗脱残留待测物;
超纯水 5 倍柱体积冲洗去除水溶性盐类;
氮气微吹干,按全新小柱预处理流程活化平衡,直接复用。
5.3 二级深度再生(轻微发黄、少量油脂残留,最多复用 2~3 次)
梯度冲洗顺序(全程慢速过柱):
乙腈 / 甲醇(1:1)5 倍柱体积,洗脱有机残留;
50% 甲醇水溶液冲洗去除水溶性杂质;
稀硝酸(0.05mol/L)过柱(硅胶 / 离子交换柱专用,HLB 可跳过),去除金属离子吸附;
纯水冲洗至中性;
甲醇脱水,微湿密封保存或直接活化复用。
5.4 三级强再生(仅聚合物 HLB 柱专用,硅胶柱禁止使用)
针对轻微色素吸附,硅胶基质经强有机溶剂处理易出现键合相流失:
甲醇→丙酮→甲醇梯度冲洗;
纯水充分置换有机相;
常温避光平衡后使用;
仅建议复用 1 次,再生后必须做回收率验证。
5.5 正相填料专用再生流程(Florisil、硅胶)
正己烷冲洗去除脂类;
二氯甲烷冲洗极性杂质;
氮气吹干,干燥密封保存。
六、再生后复用性能判定标准(达到以下方可重复使用)
外观判定:填料无发黑、无大面积黄 / 绿色色素堆积,筛板无堵塞;
流速判定:同等负压下流速与新柱偏差≤15%,无持续堵塞;
回收率验证:标准品加标回收与新柱差值≤10%;
基线空白判定:空白溶剂过柱后色谱无明显鬼峰、杂质峰;
最大复用次数限值
HLB 聚合物柱:≤5 次;
C18 硅胶反相柱:≤3 次;
离子交换柱:≤2 次;
Florisil / 硅胶正相柱:≤2 次。
超出次数统一报废,防止交叉污染。
七、操作禁忌与故障防控
硅胶基质小柱禁止高浓度强酸长时间浸泡,会破坏硅烷键合相;
再生冲洗严禁高速抽干填料,填料干裂将降低吸附容量;
高色素样品小柱不建议再生,色素不可逆吸附会持续造成交叉污染;
再生溶剂需依次由强到弱过渡,避免溶剂相分离产生气泡;
再生后的小柱单独存放、标记使用次数,不可与全新小柱混用。
八、记录与管控要求
每根可复用小柱标注使用次数、再生日期、处理样品基质;
建立耗材再生台账,记录再生溶剂、再生等级、回收率验证结果;
再生后不达标的小柱统一收集,按实验室危废规范处理;
定期对比新柱与再生柱平行样品数据,评估复用可行性。
九、总结
固相萃取小柱的使用寿命、检测稳定性直接由保存方式、预处理标准化程度、再生工艺决定。
日常实验中,清洁基质样品可通过规范分级再生实现多次复用,有效降低耗材成本;高杂质、高色素基质样品建议一次性使用,规避交叉污染风险。
严格执行本规范的仓储密封、梯度活化、分级再生、复用验证流程,既能保证样品前处理回收率与数据平行性,又可实现耗材精细化管控。
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