固相萃取是实验室样品前处理的核心技术，广泛应用于环境、食品、生物等领域。其原理是通过吸附剂对目标物的选择性吸附与洗脱，实现样品净化与富集。然而，实际操作中受设备状态、试剂性质、操作规范等因素影响，常出现各类故障。以下从核心故障类型出发，结合现象、原因及解决方案展开详细分析。
一、流速异常(流速过慢或停滞)
现象：活化、上样或洗脱过程中，液体流出速度显著减慢(正常流速通常为1-5 mL/min)，甚至无液体滴落。
可能原因：
1. 柱床堵塞：样品中颗粒物(如血液蛋白、土壤悬浮物)、强保留杂质(如腐殖酸、油脂)未被预处理去除，堵塞吸附剂间隙或滤片孔隙。
2. 柱床干涸：活化后未及时上样，或洗脱后未保持柱体湿润，导致吸附剂收缩、柱床开裂，空气进入形成气阻。
3. 真空度不足：真空源(如真空泵、蠕动泵)压力不够，或真空管路漏气、调节阀失效。
4. 吸附剂粒径过小或填充不均：填料粒径<40μm时易发生“桥堵”，或装填时未均匀压实，局部密度过高阻碍流动。
解决方案：
- 针对柱床堵塞：预处理样品(如离心、0.45μm滤膜过滤、加入蛋白沉淀剂)；若已堵塞，可尝试用强洗脱溶剂(如甲醇、乙腈)反向冲洗(低流速，≤1 mL/min)，或更换新柱。
- 防止柱床干涸：活化后立即上样，若需暂停，保持柱体浸没于溶剂(如甲醇或水)；洗脱时避免抽干柱床，保留少量溶剂覆盖吸附剂。
- 排查真空系统：检查真空泵压力(正常应≥-0.08 MPa)，用肥皂水检测管路接口是否漏气；更换老化的真空管或调节阀。
- 优化填料选择：优先选用粒径40-60μm的球形填料(如C18、HLB)，填充时轻敲柱体确保均匀，避免“分层”或“空隙”。
二、目标物回收率低(富集效果差)
现象：空白加标实验中，目标物测得量远低于理论值(回收率<70%)，或标准曲线线性差。
可能原因：
1. 活化不充分：反相SPE柱(如C18)未用甲醇/乙腈润湿，导致吸附剂表面未激活，目标物无法有效保留。
2. 上样条件不当：上样溶剂极性与目标物溶解度不匹配(如反相柱上样时溶剂含水量>90%，目标物未被吸附直接流失)；或上样流速过快(>5 mL/min)，未给吸附-解吸平衡留足时间。
3. 淋洗过度：淋洗液强度过高(如反相柱用高比例有机相淋洗)，将弱保留的目标物提前洗脱。
4. 洗脱溶剂不足：洗脱体积过小(如<1 mL)或溶剂强度不够(如反相柱仅用纯水洗脱非极性目标物)，目标物未全解吸。
解决方案：
- 强化活化步骤：反相柱先用5-10倍柱体积(BV)甲醇/乙腈活化，再用相同体积水/缓冲液平衡；正相柱(如硅胶)用正己烷/二氯甲烷活化。
- 优化上样条件：调整上样溶剂pH(如酸性目标物调至pKa-2，增强中性分子形态)、离子强度(如盐析效应)；控制流速≤2 mL/min，确保目标物与吸附剂充分接触。
- 精准控制淋洗：根据目标物保留能力选择淋洗液(如反相柱用5%-10%甲醇水溶液淋洗弱保留杂质，避免目标物流失)。
- 验证洗脱效率：通过分段收集洗脱液(每0.5 mL一组)，检测目标物分布，确定最小有效洗脱体积；更换更强溶剂(如反相柱用甲醇-乙酸(95:5)洗脱水溶性目标物)。
三、柱床穿透(目标物未被吸附直接流出)
现象：上样过程中，目标物在流出液中被检出(如空白加标样上样后，流出液含目标物)，说明吸附剂容量不足。
可能原因：
1. 吸附剂选择错误：目标物极性与吸附剂不匹配(如极性目标物选用非极性C18柱，保留弱)。
2. 柱容量超载：样品中目标物浓度过高(如超过吸附剂负载量，常见于环境水样中农药残留富集)。
3. 上样体积过大：大体积样品(如>100 mL)通过小柱(如100 mg填料)，超出吸附剂动态容量。
解决方案：
- 匹配吸附剂类型：极性目标物(如酚类、胺类)选用HILIC(亲水作用)、MAX(混合阳离子交换)柱；非极性目标物(如PAHs、 PCBs)用C18、苯基柱；离子型目标物用WCX(弱阴离子交换)、MCX(强阳离子交换)柱。
- 评估柱容量：根据吸附剂质量(如100 mg C18柱对非极性目标物的负载量约50-200 μg)估算最大进样量，超载时改用更大填料量的柱子(如500 mg)或分批次处理。
- 浓缩上样：通过旋转蒸发、氮吹等方式减少上样体积，或采用“在线浓缩”模式(先快速上样，再用小体积溶剂洗脱)。
四、重现性差(平行样结果波动大)
现象：同一批次或不同批次实验中，目标物回收率、峰面积相对标准偏差(RSD)>15%。
可能原因：
1. 操作不规范：手工移液误差(如移液枪未校准，体积偏差>5%)；真空压力波动(如真空泵间歇启动导致流速不稳定)。
2. 柱间差异：市售SPE柱填料填充均匀性差，或自制柱装填密度不一致。
3. 溶剂挥发：洗脱液未密封，有机溶剂挥发导致体积变化(如甲醇挥发后目标物浓度升高)。
解决方案：
- 标准化操作：使用校准过的移液器，固定真空压力(如设定-0.06 MPa并保持稳定)；关键步骤(如上样、洗脱)记录实际体积。
- 筛选一致性高的SPE柱：优先选择品牌柱(如Waters Oasis、Agilent Bond Elut)，自行装填时用匀浆法(填料+溶剂超声分散)确保均匀。
- 控制溶剂挥发：洗脱液收集于带盖试管中，尽快完成浓缩(如氮吹时用惰性气体保护)；批量处理时使用自动化SPE仪(如Gilson GX-271)，减少人为误差。
五、交叉污染(空白样检出目标物)
现象：空白对照(如纯水、空白基质)经SPE处理后，检测到目标物，排除试剂污染外，多为装置残留。
可能原因：
1. 管路/接头残留：前一样品的高浓度目标物未被清洗，附着于管路内壁或接头缝隙。
2. 柱未全再生：强保留杂质(如色素、油脂)在柱内积累，后续实验中缓慢释放。
解决方案：
- 清洗装置：每次使用后，用强洗脱溶剂(如甲醇-水(80:20)、0.1%甲酸乙腈)冲洗管路3-5次；拆卸接头，用棉签蘸溶剂擦拭接口处。
- 定期再生或更换柱子：对于重复使用的柱子，用高浓度有机溶剂(如纯甲醇、二氯甲烷)反向冲洗(低流速)，再真空干燥；若柱效明显下降(如回收率持续降低)，直接更换新柱。
