如何選擇 SLE 的最佳沖提溶劑?

使用ISOLUTE SLE+進行液相萃取(Liquid Extraction)時,應根據分析物的logP值選擇適當的沖提溶劑。對於疏水性化合物,非極性溶劑(如己烷或庚烷)有助於得到乾淨的萃取物。極性較高的溶劑可提高極性分析物的回收率,但可能會增加基質效應。選擇合適的溶劑組合能有效平衡回收率與潔淨度。

翻譯自 How to choose the best elution solvent for SLE?2023, Stephanie J. Marin, Ph.D., Biotage

根據分析物特性來選擇SLE正確的沖提溶劑,可在回收率最高的情況下得到最乾淨的萃取物。

使用ISOLUTE SLE+的支撐式液相萃取 (Supported Liquid Extraction, SLE) 是液-液萃取 (Liquid-liquid Extraction, LLE) 的絕佳替代方案。如果樣品可以被 LLE萃取,那麼它通常也可以被SLE萃取。化合物越疏水,沖提溶劑的疏水性越大,就可得到更乾淨的SLE萃取物。原則上,如果您的分析物logP ≥ 1,那麼SLE就會是良好的選擇。此外具負logP的分析物也能適用於 SLE+,但親水性或極性更大的分析物,往往就需要極性更大的沖提溶劑。

請記住,LLE或SLE的沖提溶劑必須與水不互溶(Immiscible)。但即使是與水不互溶的有機溶劑也可能具有一定的水溶性,溶劑的極性和水溶性則會影響萃取物的潔淨度。

下表中彙整了一些建議用於SLE萃取的有機溶劑,依極性(Polarity)大小排列,其極性和水溶性如下:

己烷(Hexane)和庚烷(Heptane)等脂肪烴,是我們常用的沖提溶劑中最具非極性特性的溶劑。而具有偶極矩的有機溶劑,如:甲基三級丁基醚( Methyl-tert-butyl ether, MTBE )、二氯甲烷( Dichloromethane, DCM )和氯仿( Chloroform, CHCl3 )則有更強的極性,但仍與水不互溶;值得注意的是與己烷和庚烷相比,這些溶劑的水溶性更高。乙酸乙酯( Ethyl acetate, EtOAc, EA )則是我們極性最強且與水不互溶的溶劑—它實際上比異丙醇( Propan-2-ol, Isopropanol, IPA )的極性更強;但在這些與水不互溶的溶劑之中,乙酸乙酯的水溶性最強。甲醇( Methanol, MeOH )和乙腈( Acetonitrile, ACN )則可用於修飾SLE沖提溶劑,兩者為極性最強且也可與水互溶的溶劑;而IPA也有相同的功能。

使用具極性特性的有機溶劑或添加水溶性的有機修飾劑至SLE沖提溶劑中,可以改善分析物在logP ≤ 1時的分佈狀況,但必須注意不要過度使用。極性越高的沖提溶劑組合將提升極性越高的分析物回收率,但它也會增加從水相樣品中干擾物質的萃取。

如果您的分析物可以用 100% 的己烷或庚烷萃取,那將可得到最乾淨的萃取物。其次是使用MTBE 和DCM,也可得到非常乾淨的萃取物。添加IPA至DCM中,可以提升低logP值或負logP值的親水性化合物的回收率,您也可以嘗試添加非常少量的乙腈或甲醇。乙酸乙酯適用於沖提極性更高的分析物,但萃取物並不會太乾淨。我嘗試使用SLE+並搭配乙酸乙酯:IPA = 90:10的比例來沖提尿液中的大量藥物,該組合對親水性的分析物來說具有良好的回收率,但也增加了某些化合物的基質效應。

那麼,化學家要如何進行方法開發?首先最重要的是了解目標分析物的logPpKa值,且盡可能使用最非極性的溶劑;也可嘗試己烷和乙酸乙酯的搭配,並依照所需回收率來選擇乙酸乙酯含量最少的組合。若使用5 ~ 10 % IPA、1 ~ 2 % MeOH或ACN來修飾的DCM,萃取物則不會那麼乾淨。因此需計算回收率、基質效應和前處理效率,找出具有最佳回收率和最低基質因素的沖提溶劑。