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SPE固相萃取技术十（固相萃取仪器装置）

时间：2026-07-22浏览数：104

12. 固相萃取中的pKa和lg Kow
12.1固相萃取中的pKa
pKa的基本定义
在固相萃取中，环境的pH值常常会对萃取结果起大的影响，对弱酸性或弱碱性化合物。如果环境的pH选择不恰当，将会导致目标化合物回收率低，在离子交换固相萃取中，pH的影响就更加显著。应此，在固相萃取中注意pH的影响。
根据酸碱质子理论，认为给出质子的为酸，其产物为对应的共轭碱，相应接受质子为碱，其产物为对应共轭酸。
HA→H+ + A- (1)
HA给出H+为酸，产物A-为HA对应的共轭碱；
B + H+ → BH+ (2)
B接受H 为碱，产物BH 为B对应的共轭酸。
对于HA和A-组成的共轭酸碱对缓冲溶液，由(1)式可以推导出：
pH = pKa + log [A+]/[HA] (3)
对于弱碱B和共轭碱BH+ 组成的溶液，由(2)可推导出：
pH = pKa + log [B]/[BH+] (4)
由公式（3）和（4）可以看出，对于一个弱酸性（或弱碱性）化合物，当该化合物在溶液中50%呈中性，50%呈离子状态时，溶液的pH就是该化合物的pKa。
根据化合物pKa调节pH
既然在固相萃取中萃取环境的pH重要。那么，在什么情况下应该注意pH值？应该如何调节pH，在什么pH条件下进行固相萃取才是Z佳的？
当目标化合物是弱酸性或弱碱性化合物时，就应该注意环境的pH。
当用非性机理进行固相萃取时（如使用C18 SPE柱），要调节环境的pH，以保证目标化合物呈中性状态而被SPE柱的非性官能团（例如：C18）吸附。要保证目标化合物99%以上呈中性状态，就要根据目标化合物的pKa来调节pH。根据pKa的基本定义中的公式（3）和（4）可知，环境的pH应该至少比目标化合物pKa低两个pH单位。
当用离子交换机理进行固相萃取时（如使用阳离子交换柱或阴离子交换柱），在吸附时（样品过柱）要调节pH，以保证99%以上的目标化合物呈离子状态，根据pKa的基本定义中的公式（3）和（4）可知，对于弱酸性化合物，吸附时的pH值应该调节到至少高于该酸性化合物pKa两个pH单位，在洗脱时，要保证99%以上的弱酸性化合物呈中性状态，就要调节pH至少低于酸性化合物两个pH单位；对于弱碱性，则与弱酸性化合物相反，在吸附时，环境的pH应该比弱碱性化合物pKa低两个pH单位，而洗脱时，pH至少要比弱碱性化合物高两个pH单位。
例如，的pKa=9.61。在用阳离子交换固相萃取对（弱碱性化合物）进行萃取时，环境的酸碱度应该调节到pH 7.61以下。在此pH条件下，99%的呈阳离子状态，被阳离子交换树脂吸附；洗脱时，应该调节到pH 11.61以上。此时99%的转化为中性状态，很容易被洗脱溶剂从阳离子交换柱上洗脱下来。
12.2固相萃取中的lg Kow(辛醇-水分配系数Kow)
有机化合物的正辛醇-水分配系数（Kow）是指平衡状态下化合物在正辛醇和水相中浓度的比值。它反映了化合物在水相和有机相之间的转移能力，是描述有机化合物在环境中行为的重要物理化学参数。通常用其对数值Log Kow来表示, 也称为Log P (疏水常数)。分配系数的数值越大，有机物在有机相中溶解度也越大，即在水中的溶解度越小。
Log Kow可以通过实验测定，也可以按yi定的公式进行估算。在许多化合物理化手册或文献中和可以查到。
SPE固相萃取技术十（固相萃取仪器装置）
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