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SPE固相萃取技術十(固相萃取儀器裝置)

更新時間:2015-01-26點擊次數(shù):1805

SPE固相萃取技術十(固相萃取儀器裝置)



12. 固相萃取中的pKalg Kow

12.1固相萃取中的pKa

pKa的基本定義

在固相萃取中,環(huán)境的pH值常常會對萃取結果起到十分重大的影響,特別是對弱酸性或弱堿性化合物。如果環(huán)境的pH選擇不恰當,將會導致目標化合物回收率低,在離子交換固相萃取中,pH的影響就更加顯著。應此,在固相萃取中必須注意pH的影響。

     根據(jù)酸堿質(zhì)子理論,認為給出質(zhì)子的為酸,其產(chǎn)物為對應的共軛堿,相應接受質(zhì)子為堿,其產(chǎn)物為對應共軛酸。

                      HA→H+ + A-                        (1)

       HA給出H+為酸,產(chǎn)物A-HA對應的共軛堿;

                      B + H+ → BH+                      (2)

       B接受H 為堿,產(chǎn)物BH B對應的共軛酸。

       對于HAA-組成的共軛酸堿對緩沖溶液,由(1)式可以推導出:

                   pH = pKa + log [A+]/[HA]           (3)

       對于弱堿B和共軛堿BH+ 組成的溶液,由(2)可推導出:

                   pH = pKa  + log [B]/[BH+]          (4)

由公式(3)和(4)可以看出,對于一個弱酸性(或弱堿性)化合物,當該化合物在溶液中50%呈中性,50%呈離子狀態(tài)時,溶液的pH就是該化合物的pKa

根據(jù)化合物pKa調(diào)節(jié)pH

既然在固相萃取中萃取環(huán)境的pH十分重要。那么,在什么情況下應該注意pH值?應該如何調(diào)節(jié)pH,在什么pH條件下進行固相萃取才是*的?

     當目標化合物是弱酸性或弱堿性化合物時,就應該注意環(huán)境的pH。

     當用非極性機理進行固相萃取時(如使用C18 SPE柱),要調(diào)節(jié)環(huán)境的pH,以保證目標化合物呈中性狀態(tài)而被SPE柱的非極性官能團(例如:C18)吸附。要保證目標化合物99%以上呈中性狀態(tài),就要根據(jù)目標化合物的pKa來調(diào)節(jié)pH。根據(jù)pKa的基本定義中的公式(3)和(4)可知,環(huán)境的pH應該至少比目標化合物pKa低兩個pH單位。

      當用離子交換機理進行固相萃取時(如使用陽離子交換柱或陰離子交換柱),在吸附時(樣品過柱)要調(diào)節(jié)pH,以保證99%以上的目標化合物呈離子狀態(tài),根據(jù)pKa的基本定義中的公式(3)和(4)可知,對于弱酸性化合物,吸附時的pH值應該調(diào)節(jié)到至少高于該酸性化合物pKa兩個pH單位,在洗脫時,要保證99%以上的弱酸性化合物呈中性狀態(tài),就要調(diào)節(jié)pH至少低于酸性化合物兩個pH單位;對于弱堿性,則與弱酸性化合物相反,在吸附時,環(huán)境的pH應該比弱堿性化合物pKa低兩個pH單位,而洗脫時,pH至少要比弱堿性化合物高兩個pH單位。

     例如,氯霉素的pKa=9.61。在用陽離子交換固相萃取對氯霉素(弱堿性化合物)進行萃取時,環(huán)境的酸堿度應該調(diào)節(jié)到pH 7.61以下。在此pH條件下,99%的氯霉素呈陽離子狀態(tài),被陽離子交換樹脂吸附;洗脫時,應該調(diào)節(jié)到pH 11.61以上。此時99%的氯霉素轉(zhuǎn)化為中性狀態(tài),很容易被洗脫溶劑從陽離子交換柱上洗脫下來。

12.2固相萃取中的lg Kow(辛醇-水分配系數(shù)Kow)

有機化合物的正辛醇-水分配系數(shù)(Kow)是指平衡狀態(tài)下化合物在正辛醇和水相中濃度的比值。它反映了化合物在水相和有機相之間的轉(zhuǎn)移能力,是描述有機化合物在環(huán)境中行為的重要物理化學參數(shù)。通常用其對數(shù)值Log Kow來表示, 也稱為Log P (疏水常數(shù))。分配系數(shù)的數(shù)值越大,有機物在有機相中溶解度也越大,即在水中的溶解度越小。

    Log Kow可以通過實驗測定,也可以按一定的公式進行估算。在許多化合物理化手冊或文獻中和可以查到。

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