離心濃縮儀在液相色譜(LC,尤其是HPLC和LC-MS)樣品前處理中扮演著“樣品富集與溶劑置換"的核心角色,是提高分析靈敏度和方法兼容性的工具。
在LC分析前使用離心濃縮儀,主要為了解決以下三個關鍵問題:
1、濃縮富集,提高靈敏度:將大體積樣品中的痕量目標物濃縮到小體積,使其濃度達到LC或LC-MS的檢測限以上。這是常 見的應用。 2、溶劑置換,提升兼容性:將目標物從與LC流動相不兼容的溶劑(如高濃度有機相、離子對試劑、揮發性溶劑)中轉移到與流動相兼容的溶劑中。
3、去除幹擾,純化樣品:通過溫和蒸發,去除樣品基質中易揮發的幹擾物質或緩衝鹽,減少基質效應和儀器汙染。
環境水樣分析:將1升水樣中的農藥殘留、抗生素等,通過固相萃取洗脫後,洗脫液體積可能仍有5-10mL。通過離心濃縮至0.5-1mL,濃度提高10-20倍,才能被LC-MS檢出。
生物樣品分析:血漿、尿液中的藥物代謝物濃度極低。蛋白質沉澱或液液萃取後,有機相體積較大,需要濃縮至幹或小體積,再複溶進樣。
天然產物篩選:植物粗提物體積大、目標活性成分濃度低,需濃縮後方可進行LC指紋圖譜分析。
在複雜前處理後,樣品的溶劑環境可能不適合直接進樣:
離子對色譜後的樣品:如果後續想用LC-MS分析,必須去除離子對試劑(如TFA、七氟丁酸),否則會嚴重抑製離子化信號。方法是:將樣品吹幹,再用適合MS的溶劑複溶。正相萃取後的樣品:收集到的洗脫液是正己烷、氯仿等非極性溶劑,與反相LC流動相不互溶。需要吹幹後,用甲醇/乙腈/水複溶。高有機相樣品:固相萃取的洗脫液往往是高比例乙腈或甲醇。如果想進行弱保留化合物分析,直接進樣可能導致峰形不佳。可部分吹幹後,用初始流動相複溶。
揮發性有機溶劑:如乙腈、甲醇、丙酮,室溫或30-40℃ 即可,真空下沸點很低。水溶液:需要較高溫度,45-60℃,以提供足夠蒸發能。熱敏感物質:如蛋白質、多肽、某些抗生素,應使用 ≤35℃ 的低溫,甚至隻靠真空濃縮。 終點判斷與防止“過幹"
LC-MS應用大忌:將樣品過度幹燥。某些目標物(尤其是某些極性化合物或蛋白質)在幹燥後,會不可逆地吸附在管壁,導致複溶回收率極低。
實踐:濃縮至剛好幹燥或剩餘少量液膜時立即停止。對於經驗不足者,可設置定時檢查,或使用帶有光學傳感器的型號自動判斷終點。
溶劑選擇:複溶劑應盡可能與LC的初始流動相組成接近。例如,如果你的LC方法起始是5%乙腈/95%水,那麽用5%乙腈水溶液複溶比用純乙腈更好,可以避免溶劑效應導致的峰畸變。
操作:加入複溶劑後,需渦旋振蕩,並超聲輔助溶解數分鍾,確保目標物溶解,不損失在管壁。
濃縮高濃度樣品後,冷阱和腔體可能有殘留。定期清潔樣品艙和冷阱。
對於不同批次的樣品,尤其是濃度差異大的,建議分開運行或使用獨立的轉子。
在液相色譜分析中,離心濃縮儀絕非可有可無的設備。它是連接粗提樣品與可進樣溶液之間的關鍵橋梁。通過精準的濃縮和溶劑置換,它能將“測不出"變成“測得準",將“不能直接進樣"變成“兼容"。