لقد كانت SPE موجودة منذ عقود، وذلك لسبب وجيه. عندما يريد العلماء إزالة المكونات الأساسية من عيناتهم، فإنهم يواجهون التحدي المتمثل في القيام بذلك دون تقليل قدرتهم على التحديد الدقيق والدقيق لوجود وكمية المركب الذي يهمهم. SPE هي إحدى التقنيات التي يستخدمها العلماء غالبًا للمساعدة في إعداد عيناتهم للأجهزة الحساسة المستخدمة في التحليل الكمي. تعتبر SPE قوية، وتعمل مع مجموعة واسعة من أنواع العينات، ويستمر تطوير منتجات وأساليب SPE الجديدة. وفي قلب تطوير هذه الأساليب هناك إدراك أنه على الرغم من أن كلمة "الفصل الكروماتوغرافي" لا تظهر في اسم التقنية، فإن SPE مع ذلك هو شكل من أشكال الفصل الكروماتوغرافي.

SPE: اللوني الصامت

هناك قول مأثور "إذا سقطت شجرة في الغابة، ولم يكن هناك أحد ليسمعها، فهل ما زالت تصدر صوتًا؟" هذا القول يذكرنا بـ SPE. قد يبدو هذا غريبًا، ولكن عندما نفكر في SPE، يصبح السؤال "إذا حدث الانفصال ولم يكن هناك كاشف لتسجيله، فهل حدث الفصل اللوني بالفعل؟" في حالة SPE، الجواب هو "نعم" مدوية! عند تطوير طريقة SPE أو استكشاف الأخطاء وإصلاحها، قد يكون من المفيد جدًا أن تتذكر أن SPE هي مجرد تحليل كروماتوجرافي بدون المخطط اللوني. عندما تفكر في الأمر، ألم يكن ميخائيل تسفيت، المعروف باسم "أبو الكروماتوغرافيا"، يفعل ما نسميه اليوم "SPE"؟ عندما فصل خلائطه من الأصباغ النباتية عن طريق السماح للجاذبية بحملها، مذابة في مذيب، من خلال طبقة من الطباشير المطحون، هل كان الأمر مختلفًا كثيرًا عن طريقة SPE الحديثة؟

فهم العينة الخاصة بك

نظرًا لأن SPE يعتمد على مبادئ كروماتوغرافية، فإن جوهر كل طريقة SPE جيدة هو العلاقة بين المواد التحليلية، والمصفوفة، والطور الثابت (المادة الماصة SPE)، والطور المتحرك (المذيبات المستخدمة لغسل العينة أو إزالتها) .

إن فهم طبيعة عينتك قدر الإمكان هو أفضل مكان للبدء إذا كان عليك تطوير طريقة SPE أو استكشاف أخطائها وإصلاحها. لتجنب التجربة والخطأ غير الضروريين أثناء تطوير الطريقة، فإن وصف الخصائص الفيزيائية والكيميائية لكل من التحليلات والمصفوفة مفيد للغاية. بمجرد أن تعرف العينة الخاصة بك، ستكون في وضع أفضل لمطابقة تلك العينة مع منتج SPE المناسب. على سبيل المثال، يمكن أن تساعدك معرفة القطبية النسبية للتحليلات مقارنة ببعضها البعض والمصفوفة في تحديد ما إذا كان استخدام القطبية لفصل التحليلات عن المصفوفة هو النهج الصحيح. إن معرفة ما إذا كانت تحليلاتك محايدة أو يمكن أن توجد في حالات مشحونة يمكن أن تساعد أيضًا في توجيهك إلى منتجات SPE المتخصصة في الاحتفاظ بالأنواع المحايدة أو المشحونة بشكل إيجابي أو سالبًا أو التخلص منها. يمثل هذان المفهومان اثنين من خصائص التحليل الأكثر استخدامًا للاستفادة منها عند تطوير طرق SPE واختيار منتجات SPE. إذا كان بإمكانك وصف تحليلاتك ومكونات المصفوفة البارزة بهذه المصطلحات، فأنت في طريقك لاختيار اتجاه جيد لتطوير طريقة SPE الخاصة بك.

الانفصال عن طريق التقارب

المبادئ التي تحدد عمليات الفصل التي تحدث داخل عمود LC، على سبيل المثال، يتم تشغيلها في فصل SPE. أساس أي فصل كروماتوغرافي هو إنشاء نظام يتمتع بدرجات متفاوتة من التفاعل بين مكونات العينة والمرحلتين الموجودتين في العمود أو خرطوشة SPE، الطور المتحرك والطور الثابت.

إحدى الخطوات الأولى نحو الشعور بالراحة مع تطوير طريقة SPE هي الإلمام بنوعين من التفاعلات الأكثر شيوعًا المستخدمة في فصل SPE: القطبية و/أو حالة الشحن.

قطبية

إذا كنت ستستخدم القطبية لتنظيف عينتك، فإن أحد الخيارات الأولى التي يتعين عليك القيام بها هو تحديد "الوضع" الأفضل. من الأفضل العمل مع وسط SPE قطبي نسبيًا وطور متحرك غير قطبي نسبيًا (أي الوضع العادي) أو العكس، وسيط SPE غير قطبي نسبيًا مقترنًا بطور متحرك قطبي نسبيًا (أي الوضع العكسي، سمي بهذا الاسم فقط لأنه العكس من "الوضع العادي" الذي تم إنشاؤه في البداية).

عندما تستكشف منتجات SPE، ستجد أن مراحل SPE موجودة في مجموعة من الأقطاب. علاوة على ذلك، فإن اختيار مذيب الطور المتحرك يوفر أيضًا نطاقًا واسعًا من الأقطاب، والتي غالبًا ما تكون قابلة للضبط للغاية من خلال استخدام مزيج من المذيبات، أو المحاليل المنظمة، أو غيرها من المواد المضافة. هناك درجة كبيرة من البراعة الممكنة عند استخدام الاختلافات القطبية باعتبارها السمة الرئيسية التي يجب استغلالها لفصل تحليلاتك عن تداخلات المصفوفة (أو عن بعضها البعض).

فقط ضع في اعتبارك المثل الكيميائي القديم "المثل يذوب مثله" عندما تفكر في القطبية كمحرك للانفصال. كلما زاد تشابه المركب مع قطبية الطور المتحرك أو الثابت، زاد احتمال تفاعله بقوة أكبر. تؤدي التفاعلات الأقوى مع المرحلة الثابتة إلى الاحتفاظ لفترة أطول على وسط SPE. تؤدي التفاعلات القوية مع الطور المتحرك إلى تقليل الاحتفاظ والشطف المبكر.

حالة الشحن

إذا كانت المواد التحليلية محل الاهتمام موجودة دائمًا في حالة مشحونة أو يمكن وضعها في حالة مشحونة وفقًا لشروط المحلول الذي تذوب فيه (مثل الرقم الهيدروجيني)، فإن وسيلة قوية أخرى لفصلها عن المصفوفة (أو كل منها) أخرى) من خلال استخدام وسائط SPE التي يمكنها جذبهم بتكلفة خاصة بهم.

في هذه الحالة، يتم تطبيق قواعد الجذب الكهروستاتيكية الكلاسيكية. على عكس عمليات الفصل التي تعتمد على خصائص القطبية ونموذج التفاعلات "المثل يذوب مثله"، تعمل تفاعلات الحالة المشحونة وفقًا لقاعدة "تجاذب الأضداد". على سبيل المثال، قد يكون لديك وسط SPE يحتوي على شحنة موجبة على سطحه. لموازنة هذا السطح المشحون إيجابيًا، عادةً ما يكون هناك نوع سالب الشحنة (أنيون) مرتبط به في البداية. إذا تم إدخال المادة التحليلية ذات الشحنة السالبة إلى النظام، فستكون لديها القدرة على إزاحة الأنيون المرتبط في البداية والتفاعل مع سطح SPE المشحون إيجابيًا. ويؤدي هذا إلى الاحتفاظ بالحليلة في مرحلة SPE. يسمى تبادل الأنيونات هذا "تبادل الأنيونات" وهو مجرد مثال واحد على الفئة الأوسع من منتجات "التبادل الأيوني" SPE. في هذا المثال، سيكون لدى الأنواع المشحونة إيجابيًا حافز قوي للبقاء في الطور المتحرك وعدم التفاعل مع سطح SPE المشحون إيجابيًا، لذلك لن يتم الاحتفاظ بها. وما لم يكن لسطح SPE خصائص أخرى بالإضافة إلى خصائص التبادل الأيوني، فسيتم أيضًا الاحتفاظ بالأنواع المحايدة إلى الحد الأدنى (على الرغم من وجود منتجات SPE المخلوطة، مما يسمح لك باستخدام آليات التبادل الأيوني والاحتفاظ بالطور العكسي في نفس وسط SPE ).

هناك تمييز مهم يجب أخذه في الاعتبار عند استخدام آليات التبادل الأيوني وهو طبيعة حالة شحن المادة التحليلية. إذا كانت المادة التحليلية مشحونة دائمًا، بغض النظر عن الرقم الهيدروجيني للمحلول الموجود فيها، فإنها تعتبر نوعًا "قويًا". إذا تم شحن المادة التحليلية فقط في ظل ظروف درجة حموضة معينة، فإنها تعتبر نوعًا "ضعيفًا". تعد هذه سمة مهمة يجب فهمها فيما يتعلق بتحليلاتك لأنها ستحدد نوع وسائط SPE التي سيتم استخدامها. بشكل عام، التفكير في أن الأضداد تسير معًا سيساعد هنا. ومن المستحسن إقران مادة ماصة SPE ضعيفة التبادل الأيوني مع نوع "قوي" وماصة قوية للتبادل الأيوني مع مادة تحليلية "ضعيفة".