支撐式液相萃取SLE的樣品前處理方式

在進行支撐式液相萃取（Supported Liquid Extraction, SLE）之前，若能正確地對樣品進行前處理，將大幅提升分析物在水相與有機溶劑之間的分配效率，並有效產生更乾淨、雜質更少的萃取液。這對於後續的液相層析（LC）、質譜分析（MS）或其他定量方法有顯著幫助。

SLE是一種簡單、實用且成本相對低廉的樣品前處理技術，其原理與傳統液–液萃取（Liquid-Liquid Extraction, LLE ）相似，但操作過程更穩定且不易乳化，特別是應用了固相支撐材料（如矽膠或多孔性吸附劑）來固定水相，從而實現更一致的分離效果。商品化產品如ISOLUTE® SLE+更進一步簡化操作流程，使其廣泛應用於臨床、法醫、藥物分析與受託研究機構（Contract Research Organization, CRO）等領域。

基本的SLE操作流程概述

SLE+的標準流程通常包括以下幾個步驟：

在萃取過程中，分析物從水相轉移到有機相，實現分離的效果。為了達到最佳效果，分析物必須具有足夠的疏水性( Hydrophobic )，才會優先進入有機溶劑中；若其極性過高，或在水相中呈現離子狀態，就可能滯留在SLE+填料中，導致回收率降低。

因此，調整樣品pH值與選擇合適的沖提溶劑對於整個SLE過程的成功與否至關重要。

分析物中性化的重要性與pH調整策略

為何分析物應盡量保持中性狀態？

分析物在水相中是否呈中性或帶電狀態，會直接影響其與有機相之間的分配係數。一般而言：

• 中性分子：更容易被有機溶劑萃取，萃取效率高
• 帶電分子（離子型）：傾向留在水相，導致回收率低

這點對於親水性或極性分析物尤其關鍵，例如某些小分子藥物或代謝物，其極性高且logP值偏低，若在pH條件下帶電，即使使用極性較高的有機溶劑，也難以將其有效萃取至有機相中。

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pH調整原則：「pKa ± 2法則」

要選擇適合的緩衝液進行樣品前處理，可依據所謂的「pH rule of 2」來操作(如下圖)：

• 對於酸性分析物（如羧酸類藥物），樣品pH應低於其pKa值至少2個單位，使其以質子化（中性）形式存在
• 對於鹼性分析物（如含胺藥物），樣品pH應調整為高於其pKa值至少2個單位，使其以去質子化（中性）形式存在

例如：

• 酸性藥物 pKa = 4.5，樣品pH應調整至 ≤2.5
• 鹼性藥物 pKa = 8，樣品pH應調整至 ≥10

建議參考以下資料庫以獲得正確的pKa值：

• Chemicalize.com
• Human Metabolome Database (HMDB)

針對複雜藥物的前處理策略

若您所處理的是含有多種分析物的樣品（如尿液或血漿中的多種藥物），可採取下列策略：

• 最大化中性分析物比例：調整pH至大多數分析物呈不帶電的範圍
• 針對極性分子進行優化：若重點在於提升某些親水性藥物的回收率，可針對其pKa做特殊設計
• 實驗設計法（Design Of Experiment, DoE）篩選最佳條件：分別使用酸性、接近中性與鹼性條件，搭配不同沖提溶劑測試，觀察回收率、基質效應與總體方法效率，選出最佳參數組合

不同樣品基質的前處理建議

1. 血清與血漿（Serum/Plasma）

血漿蛋白會與許多藥物形成結合，導致目標分析物不易釋放進入有機相。因此可使用以下方法解離：

• 採用2%甲酸（formic acid）與樣品1:1混合，有助於破壞蛋白質結構
• 採用50%異丙醇（Isopropanol, IPA）與樣品1:1混合，進行蛋白沉澱與並釋放與藥物結合的分析物

此外，樣品體積設定在SLE萃取匣容量的75–90%，可提升分配效率。舉例來說：在400 µL的SLE+萃取匣中加入300–350 µL的樣品，是一個不錯的起始設定。

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2. 全血樣品（Whole Blood）

某些藥物（例如免疫抑制劑Immunosuppressants）會結合於紅血球中，因此需進行細胞裂解才能釋放分析物：

• 鹼性藥物可先用鹼處理，再使用超音波或離心的方式裂解紅血球
• 如此釋放紅血球中結合的分析物，有助於提升萃取效率

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3. 尿液（Urine）

經酵素水解過的尿液樣品，應依照分析物的酸鹼性質選擇適當的pH值進行前處理，以利在SLE萃取過程中進入有機相：

• 對酸性藥物，採用酸性緩衝液
• 對鹼性藥物，採用鹼性緩衝液
• 對性質未知的化合物，可嘗試中性緩衝液或純水進行前處理，並搭配不同沖提溶劑篩選最佳條件

實驗建議與最佳化流程

最佳實務建議：

1. 明確分析目標化合物之pKa與logP資訊
2. 選用對應pH緩衝液進行前處理
3. 採用不與水互溶的有機溶劑進行萃取（如己烷、MTBE、DCM等）
4. 針對親水性或logP低的分析物，可測試添加極性修飾劑（如IPA、MeOH）
5. 系統性評估：回收率（Recovery）、基質效應（Matrix Effect）、方法效率（Process Efficiency）

若有時間與資源，可使用實驗設計（Design of Experiment, DoE）方式系統性測試多種條件組合。

學習與資源

若您希望更深入了解SLE樣品處理的整體流程與實驗設計原則，建議參考以下線上研討會：

《Demystifying Sample Prep – A Systematic Approach to Sample Prep Method Development for Clinical, Forensic and CRO Laboratories》

此網路講座將系統性地介紹樣品前處理的設計、評估與方法開發策略，適用於臨床分析、法醫科學及受託研究機構。

結語

正確的樣品前處理，是成功進行支撐式液相萃取（SLE）的基石。透過精準的pH調整、結合樣品特性的前處理方法與最佳化的操作條件，能顯著提升分析物的回收率與分析資料的可信度。在複雜樣品如血漿、全血與尿液中進行SLE分析時，良好的前處理策略將使整體流程更加穩定、可再現、且具有高通量應用潛力。

若您需要根據特定樣品或分析物，量身設計SLE前處理與萃取方案，歡迎提供分析物的性質資料，我們可以協助你進行方法開發規劃。