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學習重點 逆相固相萃取靠疏水作用（凡德瓦爾力）留住分析物。上樣與清洗時要讓分析物維持中性以加強留滯，沖提時則使它離子化，或改用沖提力強的低極性有機溶劑。 pH 方向要記清楚：弱鹼在高 pH 呈中性、在低 pH 帶正電；弱酸在低 pH 呈中性、在高 pH 帶負電。兩者在逆相萃取中的 pH 設計方向相反。 離子交換以異號電荷吸引分析物：陽離子交換材帶負電，抓陽離子；陰離子交換材帶正電，抓陰離子。 離子交換的平衡要用親和力弱、容易被置換的對離子。上樣時讓分析物帶電，並維持低鹽濃度；沖提時用高濃度競爭離子，或改變 pH 使電荷消失。 清洗與沖提要分清楚：清洗是去除雜質並留住分析物，沖提才是讓分析物離開吸附材。 核心觀念 一、先用作用機制決定萃取條件 比較項目逆相固相萃取離子交換固相萃取 主要留滯機制疏水作用及凡德瓦爾力分析物與交換基團間的靜電吸引 適合留住的分析物極性小、具足夠疏水性的成分，以不帶電型態最有利與交換材帶相反電荷的成分，極性高的離子性藥物也適用 上樣與清洗原則以水相為主，調整 pH 使分析物呈中性，避免有機溶劑比例過高維持分析物與交換基團都帶電，競爭離子濃度要低 沖提方向提高甲醇、乙腈等低極性有機溶劑比例，或使分析物離子化提高競爭離子濃度（如 1 M NaCl、1 M NH₄Cl），或調整 pH 使電荷消失 二、逆相萃取：以解離狀態控制選擇性 親脂性鍵結矽膠（如 C18）以凡德瓦爾力留滯極性小的化合物。一般先用甲醇等溶劑潤濕，再用接近上樣條件的水溶液平衡。上樣液以水相為主。清洗液要能移除雜質，但不能把分析物提前洗出。 弱鹼在酸性溶液中為 BH+，在鹼性條件下中性 B 的比例增加；弱酸在酸性條件下偏向中性 HA，在鹼性條件下 A− 的比例增加。 分析物上樣、清洗（要留住）沖提（要放開） 弱鹼性藥物高 pH（如稀氨水），使藥物呈中性，疏水留滯較強低 pH（如稀磷酸），使藥物質子化，再配合甲醇等有機溶劑 弱酸性藥物低 pH，使藥物呈中性，疏水留滯較強高 pH，使藥物形成陰離子，必要時配合有機溶劑 Chlorpromazine（鹼性藥物）的最佳組合是：稀氨水上樣，稀氨水清洗，再用含稀磷酸的甲醇沖提。前兩步讓藥物維持中性、牢牢留住，同時洗掉雜質；最後同時利用「酸化使藥物帶電」與「甲醇的沖提力」，讓藥物完整洗出。若上樣或清洗時用酸，藥物帶正電、疏水性下降，就會提早流失。 Propranolol（pKa 9.5，鹼性）：清洗液用 pH 10.0，讓中性型比例提高、藥物留得住；沖提液用 pH 2.0，讓藥物高度質子化而容易洗出。pH 只比 pKa 高 0.5，藥物並非完全不帶電。判斷重點是相對方向：比起酸性條件，中性型的比例明顯較高。 Aspirin（弱酸）：清洗用 pH 2.0，維持中性型；沖提用 pH 9.5，促使藥物離子化。方向正好與鹼性藥物相反。 三、逆相材質與溶劑強度 逆相系統中，沖提力強的是低極性溶劑。水的極性高，在逆相中是弱溶劑；提高甲醇或乙腈的比例才會增加沖提力。所以「最後以高極性溶媒沖提」是錯誤敘述。不能把正相「極性越高沖提力越強」的觀念套用到逆相。 鍵結矽膠若仍有未完全遮蔽（end-capping 不完全）的矽醇基，矽醇基會與胺類產生極性或離子作用，使胺類留滯增強、不易沖提。 苯乙烯－二乙烯苯（styrene divinylbenzene, SDVB）聚合物樹脂的疏水保留能力及比表面積較大，因此檢品裝載容積較大。親脂性鍵結矽膠的檢品裝載容積遠比 SDVB 樹脂小，這是正確敘述。 四、離子交換：辨認交換材電荷與上樣 pH 陽離子交換材以帶負電的基團（如磺酸基、羧基）留住陽離子；陰離子交換材以帶正電的基團（如四級銨）留住陰離子。名稱指的是被交換的離子，不是樹脂本身的電荷。 分析物與交換材上樣 pH 原則理由 鹼性藥物＋陽離子交換材比藥物（共軛酸）pKa 低 1～2 個 pH 單位提高 BH+ 比例，使藥物帶正電 酸性藥物＋陰離子交換材比藥物 pKa 高 1～2 個 pH 單位提高 A− 比例，使藥物帶負電 Methicillin帶有羧酸基，屬酸性藥物，用陰離子交換材萃取。檢品溶液的 pH 要比其 pKa 高 1～2 個單位，藥物才會呈陰離子而被吸附。若配成比 pKa 低的溶液，藥物不解離、無法被留住，所以這是最不恰當的步驟。 Adrenaline帶有胺基，屬鹼性藥物，用陽離子交換材萃取。檢品溶液的 pH 要比其 pKa 低 1～2 個單位，使藥物帶正電。通過全部檢品後，再用相同緩衝液（如 0.1 M 氯化銨緩衝液）沖洗，可除去未吸附的雜質，同時維持藥物留滯。最後提高至 1 M 氯化銨，以大量 NH₄+ 競爭置換，把藥物沖提出來。 五、平衡（活化）所用對離子的選擇 平衡的目的是讓交換基團帶上親和力弱、容易被分析物置換的對離子。若平衡用的離子親和力太強，或電荷種類根本不符合該交換材，分析物就無法有效吸附，敘述即為錯誤。 陰離子交換材：以含 OH−、F−、CH₃COO−（乙酸根）、C₂H₅COO−（丙酸根）等弱親和力陰離子的緩衝液平衡，這是正確作法。Cl− 親和力較強，高濃度時用於沖提。 陽離子交換材：以一價、親和力弱的陽離子（如 Na+）平衡最合適。二價或過渡金屬離子（Ca2+、Mg2+、Cu2+）對交換基團的親和力較強，會佔據位置、妨礙分析物吸附。因此注入樣品前的沖洗液以 NaCl 最適合，CaCl₂、MgBr₂、CuSO₄ 都不適合。 一般而言，離子電荷越高，與交換基團的親和力越強；同價離子則因種類而異。平衡選弱的，沖提選強的或高濃度的。 六、離子交換的清洗與沖提 清洗時要維持分析物與交換基團的電荷，並保持低離子強度。去離子水或與上樣相同的低濃度緩衝液都可用來洗去未吸附的雜質，因為它們不含高濃度競爭離子，分析物不會被洗脫。 沖提的兩種策略： 高濃度競爭離子置換：例如以含 1 M NaCl 的緩衝液，用 Cl− 置換陰離子交換材上的 methicillin；以 1 M 氯化銨，用 NH₄+ 置換陽離子交換材上的鹼性藥物。 改變 pH 使電荷消失：例如使鹼性藥物去質子化，或使酸性藥物質子化，靜電吸引隨之解除。 高極性、呈鹼性、溶於酸性溶液的小分子藥物，在酸中帶正電，應選陽離子交換材，再用 1 M 氯化銨競爭沖提，回收率最高。其他組合的問題如下： 陰離子交換材無法留住帶正電的藥物。 只用乙腈或甲醇等有機溶劑，只能減弱疏水作用，無法解除離子吸引。 藥物極性高，本身也不適合靠逆相疏水作用留滯。 常考陷阱 逆相「上樣酸、沖提鹼」不分藥物照套：先判斷藥物是酸是鹼。鹼性藥物（chlorpromazine、propranolol）要高 pH 留、低 pH 洗出；酸性藥物（aspirin）要低 pH 留、高 pH 洗出。 逆相清洗液 pH 與上樣相反：清洗的目的是留住分析物，pH 應與上樣同方向。若清洗時就讓藥物離子化，藥物會在清洗階段流失。 「逆相最後以高極性溶媒沖提」錯誤：逆相要用沖提力強的低極性有機溶劑。 「鍵結矽膠裝載容積比 SDVB 小」是正確敘述：不要誤判為錯誤。殘留矽醇基使胺類不易沖提，也是正確敘述。 上樣 pH 與 pKa 的高低寫反：陰離子交換（酸性藥物）要比 pKa 高 1～2 個單位，陽離子交換（鹼性藥物）要比 pKa 低 1～2 個單位。 平衡對離子選錯：平衡要用弱親和力的一價離子（陽離子交換用 Na+；陰離子交換用 OH−、F−、乙酸根、丙酸根）。二價離子、過渡金屬離子，或電荷不符的離子，都是錯誤選項。 「陰離子交換樹脂帶負電」錯誤：它帶正電，才能吸引陰離子。 「離子交換用有機溶劑即可沖提」錯誤：有機溶劑無法解除靜電吸引，要用高濃度鹽（1 M NaCl、1 M NH₄Cl）或改變 pH。 「高鹽有助於上樣」錯誤：高鹽用於沖提。上樣與清洗時鹽濃度要低（如 0.1 M），沖提時才提高到 1 M。 記憶口訣 逆相留中性，交換抓帶電；洗時留得住，提時放得開。 鹼藥逆相：氨水留、酸甲醇提；酸藥逆相：酸來留、鹼來提。 陽交換負抓正，pH 低於 pKa；陰交換正抓負，pH 高於 pKa。 平衡用弱一價（Na+、OH−、F−、乙酸根），沖提靠一莫耳鹽（NaCl、NH₄Cl）。