在分析化学的样品前处理环节中，固相萃取（SPE）是富集目标分析物、去除基质干扰的常用手段。CDS Analytical公司生产的Empore™固相萃取膜（SPE膜）作为一种区别于传统填充柱式SPE产品的膜式萃取介质，在环境监测、食品安全、生物分析等领域获得了较为广泛的应用。本文从膜的结构特征、技术原理、性能优势及应用场景等角度，对该类产品的技术体系进行系统阐述。
膜式固相萃取的技术原理
传统固相萃取采用填充床设计——将吸附剂颗粒填充于聚丙烯柱管内，样品溶液在重力或负压作用下流经填充床，目标分析物被吸附剂保留，随后通过适当的溶剂洗脱。Empore固相萃取膜则采用不同的制造路线：将固相萃取吸附剂颗粒（占质量比90%）紧密地包埋于惰性聚四氟乙烯（PTFE）原纤维的网络之中（占质量比10%），形成一种机械强度较高的多孔片状膜材料。这一制造工艺使萃取介质具有比传统填充床产品更高的密度和更均匀的萃取床结构。
在萃取机制上，膜式固相萃取与柱式固相萃取遵循相同的物理化学原理——目标分析物在通过萃取介质时，与膜内包埋的吸附剂颗粒发生相互作用（如反相保留、离子交换、正相吸附等）而被保留，随后用少量溶剂洗脱即可完成萃取。但由于膜的结构特征，样品溶液在通过膜时的流路路径与传统填充柱有所不同——膜内吸附剂颗粒分布均匀且致密，分析物从溶液主体扩散到吸附剂表面的路径更短。
膜式结构带来的技术特征
与传统的填充柱式固相萃取产品相比，Empore固相萃取膜的膜式结构在多个方面表现出差异化的技术特征。
萃取床质量与洗脱体积方面，膜式结构可以使用更少的吸附剂质量即可实现有效的萃取。以4mm直径的萃取膜小柱为例，其膜床质量约为5.5mg，洗脱体积可控制在100至300μL之间。较低的洗脱体积意味着后续的蒸发浓缩步骤所需时间更短，在提高样品通量方面具有一定优势。
流速与通量方面，Empore固相萃取膜支持较高的样品通过流速。47mm规格的萃取膜在处理液体样品时流速可达100mL/min。这一特性使其在大体积水样（如1L环境水样）的萃取中具有应用价值——可在较短时间内完成样品加载。
通道效应与空隙效应方面，传统填充柱在装填不均匀或样品流速过快时可能出现通道效应——样品溶液沿阻力较小的路径快速流过，部分吸附剂未能与样品充分接触，导致萃取效率下降。Empore膜的致密均匀结构有助于消除这一效应。
过滤功能方面，紧密的萃取膜结构同时具有一定的过滤效果，可有效截留液体样品中的颗粒杂质。这一特性在处理含有悬浮物的环境水样或复杂基质样品时具有实用价值。
产品系列与固定相类型
CDS Analytical的Empore固相萃取膜产品提供了多种固定相化学类型，以适应不同极性和不同性质的目标分析物。
C18-SD（十八烷基键合硅胶）是反相萃取固定相，适用于从水性样品中萃取中等极性到非极性的分析物。C18碳链键合在二氧化硅基材上，主要利用非极性分子间的作用力来保留目标物。
C8-SD（辛基键合硅胶）适用于萃取中等非极性分子，其碳链较C18更短，非极性作用力相对较弱。
HLB（亲水亲脂平衡）聚合物吸附剂由亲脂性的二乙烯基苯和亲水性的N-乙烯基吡咯烷酮共聚而成，可同时保留极性和非极性化合物。
SDB-RPS（磺化二乙烯基苯-乙烯基吡咯烷酮）是一种混合模式吸附剂，适用于从水样和土壤提取物中同时萃取极性和非极性分析物。
螯合树脂膜以亚氨基二乙酸为官能团，设计用于回收或去除多价阳离子（主要为二价和三价过渡金属），对Cu、Cd、Co、Mn、Ba、Ca、Sr等金属离子具有选择性。
此外，Empore系列还包括用于油脂分析的专用膜片以及阴离子交换膜片等产品。
应用领域
Empore固相萃取膜的应用主要集中在需要处理大体积液体样品的分析场景中。在环境监测领域，用于地表水、地下水、饮用水、废水及海水中农药、多氯联苯、邻苯二甲酸酯等有机污染物的萃取。在食品安全领域，用于食品中农药残留、兽药残留的样品前处理。在生物分析领域，用于血浆等生物样品中目标物的萃取。此外，Empore膜也被用于固相萃取96孔板形式，可与自动化液体处理系统兼容，实现高通量的样品前处理。
Empore固相萃取膜的技术路线在固相萃取领域已延续超过三十年。该产品最初由3M公司开发，后由CDS Analytical公司获得其生产与销售权利。对于需要处理大体积水样或在复杂基质中萃取痕量目标物的分析工作者而言，膜式固相萃取提供了一种区别于传统填充柱的替代方案。
在线客服
电话咨询
