SPE съществува от десетилетия и има основателна причина. Когато учените искат да премахнат фоновите компоненти от техните проби, те са изправени пред предизвикателството да го направят, без да намаляват способността си да определят точно и прецизно присъствието и количеството на тяхното съединение, което представлява интерес. SPE е една техника, която учените често използват, за да подготвят своите проби за чувствителната апаратура, използвана за количествен анализ. SPE е здрав, работи за широк спектър от типове проби и продължават да се разработват нови SPE продукти и методи. В основата на разработването на тези методи е разбирането, че въпреки че думата „хроматография“ не се появява в името на техниката, SPE все пак е форма на хроматографско разделяне.

SPE: Тиха хроматография

Има една стара поговорка „ако едно дърво падне в гората и никой не го чуе, издава ли звук?“ Тази поговорка ни напомня за SPE. Това може да изглежда странно да се каже, но когато мислим за SPE, въпросът става „ако се извърши разделяне и няма детектор, който да го запише, наистина ли се е случила хроматография?“ В случая на SPE отговорът е категорично „да!“ Когато разработвате или отстранявате неизправности в SPE метод, може да е много полезно да запомните, че SPE е просто хроматография без хроматограма. Като се замислите, дали Михаил Цвет, известен като „бащата на хроматографията”, не правеше това, което днес бихме нарекли „SPE”? Когато той раздели своите смеси от растителни пигменти, като остави гравитацията да ги пренесе, разтворени в разтворител, през слой от смлян тебешир, беше ли толкова различно от съвременния SPE метод?

Разбиране на вашата проба

Тъй като SPE се основава на хроматографски принципи, в основата на всеки добър SPE метод е връзката между аналитите, матрицата, неподвижната фаза (SPE сорбент) и подвижната фаза (разтворителите, използвани за измиване или елуиране на пробата) .

Разбирането на естеството на вашата проба, доколкото е възможно, е най-доброто място да започнете, ако трябва да разработите или отстраните неизправности в SPE метод. За да избегнете ненужни проби и грешки по време на разработването на метода, описанията на физичните и химичните свойства както на вашите аналити, така и на матрицата са много полезни. След като научите за вашата проба, вие ще бъдете в по-добра позиция да съпоставите тази проба с подходящ SPE продукт. Например, познаването на относителната полярност на аналитите в сравнение един с друг и матрицата може да ви помогне да решите дали използването на полярност за отделяне на аналитите от матрицата е правилният подход. Знанието дали вашите аналити са неутрални или могат да съществуват в заредени състояния също може да ви помогне да се насочите към SPE продукти, които са специализирани в задържането или елуирането на неутрални, положително заредени или отрицателно заредени видове. Тези две концепции представляват две от най-често използваните свойства на аналита, които да се използват при разработването на SPE методи и при избора на SPE продукти. Ако можете да опишете вашите аналити и изявените компоненти на матрицата с тези термини, вие сте на път да изберете добра посока за развитие на вашия SPE метод.

Разделяне по афинитет

Принципите, които определят разделянето, което се случва в рамките на колона LC, например, са включени в разделянето на SPE. Основата на всяко хроматографско разделяне е създаването на система, която има различни степени на взаимодействие между компонентите на пробата и двете фази, налични в колоната или SPE патрона, подвижната фаза и неподвижната фаза.

Една от първите стъпки към това да се почувствате комфортно с разработването на SPE метода е да сте запознати с двата най-често срещани типа взаимодействия, използвани при разделянето на SPE: полярност и/или състояние на заряд.

Полярност

Ако ще използвате полярност, за да почистите пробата си, един от първите избори, които трябва да направите, е да решите кой „режим“ е най-добър. Най-добре е да работите с относително полярна SPE среда и относително неполярна подвижна фаза (т.е. нормален режим) или обратното, относително неполярна SPE среда, съчетана с относително полярна подвижна фаза (т.е. обърнат режим, наречен така само защото е обратното от първоначално установения „нормален режим“).

Докато изследвате SPE продуктите, ще откриете, че SPE фазите съществуват в редица полярности. Нещо повече, изборът на разтворител за подвижна фаза също предлага широка гама от полярности, често много регулируеми чрез използването на смеси от разтворители, буфери или други добавки. Възможна е голяма степен на финес, когато използвате разликите в полярността като ключова характеристика, която да използвате, за да отделите вашите аналити от смущенията на матрицата (или един от друг).

Просто имайте предвид старата химическа поговорка „подобното се разтваря като“, когато разглеждате полярността като двигател за разделяне. Колкото по-сходно е едно съединение с полярността на подвижна или стационарна фаза, толкова по-вероятно е то да взаимодейства по-силно. По-силните взаимодействия със стационарната фаза водят до по-дълго задържане в SPE средата. Силните взаимодействия с подвижната фаза водят до по-малко задържане и по-ранно елуиране.

Състояние на таксата

Ако аналитите, които представляват интерес, или винаги съществуват в заредено състояние, или могат да бъдат поставени в заредено състояние от условията на разтвора, в който са разтворени (напр. pH), тогава друго мощно средство за отделянето им от матрицата (или всеки друго) е чрез използването на SPE медии, които могат да ги привлекат със собствен заряд.

В този случай се прилагат класическите правила за електростатично привличане. За разлика от разделянето, което разчита на характеристиките на полярността и модела на взаимодействията „подобното се разтваря подобно“, взаимодействията в заредено състояние работят по правилото „противоположностите се привличат“. Например, може да имате SPE среда, която има положителен заряд на повърхността си. За да се балансира тази положително заредена повърхност, обикновено има отрицателно зареден вид (анион), първоначално свързан с нея. Ако вашият отрицателно зареден аналит бъде въведен в системата, той има способността да измести първоначално свързания анион и да взаимодейства с положително заредената SPE повърхност. Това води до задържане на аналита във фазата на SPE. Тази размяна на аниони се нарича „анионна обмяна“ и е само един пример от по-широката категория на „йонообменни“ SPE продукти. В този пример положително заредените видове биха имали силен стимул да останат в подвижната фаза и да не взаимодействат с положително заредената SPE повърхност, така че те няма да бъдат задържани. Освен ако повърхността на SPE няма други характеристики в допълнение към нейните йонообменни свойства, неутралните видове също ще бъдат минимално задържани (въпреки че съществуват такива смесени SPE продукти, което ви позволява да използвате йонообменни и механизми за задържане на обърната фаза в една и съща SPE среда ).

Важно разграничение, което трябва да имате предвид, когато използвате йонообменни механизми, е естеството на зарядното състояние на аналита. Ако аналитът винаги е зареден, независимо от pH на разтвора, в който се намира, той се счита за „силен“ вид. Ако аналитът се зарежда само при определени условия на pH, той се счита за „слаб“ вид. Това е важна характеристика, която трябва да разберете за вашите аналити, защото ще определи кой тип SPE среда да използвате. Най-общо казано, мисленето за противоположностите, които вървят заедно, ще помогне тук. Препоръчително е да комбинирате слаб йонообменен SPE сорбент със „силен“ вид и силен йонообменен сорбент със „слаб“ аналит.