SPE固相萃取技術十（固相萃取儀器裝置）

12. 固相萃取中的pKa和lg Kow

12.1固相萃取中的pKa

pKa的基本定義

在固相萃取中，環境的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。

     根據酸堿質子理論，認為給出質子的為酸，其產物為對應的共軛堿，相應接受質子為堿，其產物為對應共軛酸。

                      HA→H+ + A-                        (1)

       HA給出H+為酸，產物A-為HA對應的共軛堿；

                      B + H+ → BH+                      (2)

       B接受H 為堿，產物BH 為B對應的共軛酸。

       對于HA和A-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%呈離子狀態時，溶液的pH就是該化合物的pKa。

根據化合物pKa調節pH

既然在固相萃取中萃取環境的pH十分重要。那么，在什么情況下應該注意pH值？應該如何調節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），要調節環境的pH，以保證目標化合物呈中性狀態而被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，就要根據目標化合物的pKa來調節pH。根據pKa的基本定義中的公式（3）和（4）可知，環境的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）要調節pH，以保證99%以上的目標化合物呈離子狀態，根據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值應該調節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，就要調節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，環境的酸堿度應該調節到pH 7.61以下。在此pH條件下，99%的氯霉素呈陽離子狀態，被陽離子交換樹脂吸附；洗脫時，應該調節到pH 11.61以上。此時99%的氯霉素轉化為中性狀態，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Kow)

有機化合物的正辛醇-水分配系數（Kow）是指平衡狀態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移能力，是描述有機化合物在環境中行為的重要物理化學參數。通常用其對數值Log Kow來表示, 也稱為Log P (疏水常數)。分配系數的數值越大，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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