SPME لديه ثلاثة أساسيةاِستِخلاصالأوضاع: الاستخلاص المباشر SPME، وHeadspace SPME، وSPME المحمي بالغشاء.

1) الاستخراج المباشر

في طريقة الاستخراج المباشر، يتم طلاء ألياف الكوارتز بمادةاِستِخلاصيتم إدخال المرحلة الثابتة مباشرة في مصفوفة العينة، ويتم نقل المكونات المستهدفة مباشرة من مصفوفة العينة إلى مرحلة الاستخراج الثابتة. أثناء العمليات المختبرية، تُستخدم طرق التحريض بشكل شائع لتسريع نشر المكونات التحليلية من مصفوفة العينة إلى حافة مرحلة الاستخراج الثابتة. بالنسبة لعينات الغاز، يكون الحمل الحراري الطبيعي للغاز كافيًا لتسريع توازن المكونات التحليلية بين المرحلتين. ولكن بالنسبة لعينات المياه، تكون سرعة انتشار المكونات في الماء أقل بمقدار 3-4 مرات من تلك الموجودة في الغازات، لذلك هناك حاجة إلى تكنولوجيا خلط فعالة لتحقيق الانتشار السريع للمكونات في العينة. تتضمن تقنيات الخلط الأكثر استخدامًا ما يلي: تسريع معدل تدفق العينة، وهز رأس ألياف الاستخراج أو حاوية العينة، والتحريك الدوار، والموجات فوق الصوتية.

من ناحية، تعمل تقنيات الخلط هذه على تسريع معدل انتشار المكونات في مصفوفة العينة كبيرة الحجم، ومن ناحية أخرى، تقلل ما يسمى بتأثير "منطقة الخسارة" الناجم عن طبقة من الغلاف الواقي للفيلم السائل المتكون على الجدار الخارجي لمرحلة الاستخراج الثابتة.

2) استخراج مساحة الرأس

في وضع استخراج مساحة الرأس، يمكن تقسيم عملية الاستخراج إلى خطوتين:
1. ينتشر المكون الذي تم تحليله ويخترق من الطور السائل إلى الطور الغازي؛
2. يتم نقل المكون الذي تم تحليله من الطور الغازي إلى الطور الثابت للاستخلاص.
يمكن أن يمنع هذا التعديل مرحلة الاستخراج الثابتة من التلوث بالمواد الجزيئية العالية والمواد غير المتطايرة في مصفوفات عينة معينة (مثل الإفرازات البشرية أو البول). في عملية الاستخراج هذه، تكون سرعة الاستخراج في الخطوة 2 أكبر بشكل عام من سرعة الانتشار في الخطوة 1، لذا تصبح الخطوة 1 هي خطوة التحكم في الاستخراج. ولذلك، فإن المكونات المتطايرة لديها معدل استخلاص أسرع بكثير من المكونات شبه المتطايرة. في الواقع، بالنسبة للمكونات المتطايرة، في ظل نفس ظروف خلط العينة، يكون وقت التوازن لاستخراج مساحة الرأس أقصر بكثير من وقت الاستخراج المباشر.

3) استخراج حماية الغشاء

الغرض الرئيسي من حماية الغشاء SPME هو حمايةاِستِخلاصمرحلة ثابتة من التلف عند تحليل العينات شديدة الاتساخ. بالمقارنة مع SPME لاستخراج مساحة الرأس، تعد هذه الطريقة أكثر فائدة لاستخراج وإثراء المكونات الصلبة المتطايرة. بالإضافة إلى ذلك، يوفر الغشاء الواقي المصنوع من مواد خاصة درجة معينة من الانتقائية لعملية الاستخراج.