SPE postoji već decenijama i to s dobrim razlogom. Kada naučnici žele da uklone pozadinske komponente iz svojih uzoraka, suočeni su sa izazovom da to učine bez smanjenja njihove sposobnosti da precizno i ​​precizno odrede prisustvo i količinu svog jedinjenja od interesa. SPE je jedna tehnika koju naučnici često koriste kako bi pomogli u pripremi svojih uzoraka za osjetljivu instrumentaciju koja se koristi za kvantitativnu analizu. SPE je robustan, radi za široku lepezu tipova uzoraka, a novi SPE proizvodi i metode nastavljaju da se razvijaju. U središtu razvoja ovih metoda je razumijevanje da, iako se riječ "hromatografija" ne pojavljuje u nazivu tehnike, SPE je ipak oblik hromatografskog odvajanja.

SPE: Tiha hromatografija

Postoji stara izreka "ako drvo padne u šumi, a niko nije u blizini da ga čuje, da li ono i dalje proizvodi zvuk?" Ta izreka nas podsjeća na SPE. To bi moglo izgledati čudno reći, ali kada pomislimo na SPE, postavlja se pitanje "ako dođe do razdvajanja i tamo nema detektora koji bi to zabilježio, da li se hromatografija zaista dogodila?" U slučaju SPE, odgovor je glasno „da!“ Prilikom razvoja ili rješavanja problema SPE metode, može biti od velike pomoći zapamtiti da je SPE samo kromatografija bez kromatograma. Kada razmislite, zar Mihail Cvet, poznat kao „otac hromatografije“, nije radio ono što bismo danas nazvali „SPE“? Kada je odvojio svoje mješavine biljnih pigmenata tako što je pustio da ih gravitacija nosi, rastvorene u rastvaraču, kroz sloj mljevene krede, da li je to bilo toliko drugačije od moderne SPE metode?

Razumijevanje vašeg uzorka

Budući da se SPE temelji na kromatografskim principima, u srcu svake dobre SPE metode je odnos između analita, matrice, stacionarne faze (SPE sorbenta) i mobilne faze (otapala koja se koriste za pranje ili eluiranje uzorka) .

Razumijevanje prirode vašeg uzorka što je više moguće je najbolje mjesto za početak ako morate razviti ili riješiti problem SPE metode. Kako biste izbjegli nepotrebne pokušaje i greške tokom razvoja metode, opisi fizičkih i hemijskih svojstava vaših analita i matrice su od velike pomoći. Kada saznate za svoj uzorak, bit ćete u boljoj poziciji da uparite taj uzorak s odgovarajućim SPE proizvodom. Na primjer, poznavanje relativnog polariteta analita u usporedbi jedni s drugima i matrice može vam pomoći da odlučite da li je korištenje polariteta za odvajanje analita od matrice pravi pristup. Znati jesu li vaši analiti neutralni ili mogu postojati u nabijenim stanjima također vam može pomoći da se usmjerite na SPE proizvode koji su specijalizirani za zadržavanje ili eluiranje neutralnih, pozitivno nabijenih ili negativno nabijenih vrsta. Ova dva koncepta predstavljaju dva najčešće korišćena svojstva analita koja se koriste prilikom razvoja SPE metoda i odabira SPE proizvoda. Ako možete opisati svoje analite i istaknute komponente matrice ovim terminima, na putu ste da odaberete dobar smjer za razvoj vaše SPE metode.

Razdvajanje po afinitetu

Principi koji definišu razdvajanja koja se dešavaju unutar LC kolone, na primer, su u igri u SPE razdvajanju. Osnova svakog hromatografskog odvajanja je uspostavljanje sistema koji ima različite stepene interakcije između komponenti uzorka i dve faze prisutne u koloni ili SPE kertridžu, mobilne faze i stacionarne faze.

Jedan od prvih koraka ka osjećaju ugodnosti s razvojem SPE metode je upoznavanje s dvije najčešće nailazite vrste interakcija koje se koriste u SPE razdvajanju: polaritet i/ili stanje napunjenosti.

Polaritet

Ako ćete koristiti polaritet za čišćenje uzorka, jedan od prvih izbora koji morate napraviti je odlučiti koji je "režim" najbolji. Najbolje je raditi s relativno polarnim SPE medijem i relativno nepolarnom mobilnom fazom (tj. normalan način rada) ili suprotno, relativno nepolarnim SPE medijem u kombinaciji s relativno polarnom mobilnom fazom (tj. obrnutim načinom, nazvanom samo zato što je suprotan prvobitno uspostavljenog „normalnog režima“).

Dok istražujete SPE proizvode, otkrit ćete da SPE faze postoje u nizu polariteta. Osim toga, izbor otapala mobilne faze također nudi širok raspon polariteta, često vrlo podesivih korištenjem mješavina rastvarača, pufera ili drugih aditiva. Postoji veliki stepen preciznosti kada se koriste razlike u polarnostima kao ključna karakteristika koju treba iskoristiti za odvajanje vaših analita od interferencija matrice (ili jedne od drugih).

Samo imajte na umu staru hemijsku izreku „slično se rastvara kao“ kada razmatrate polaritet kao pokretač razdvajanja. Što je jedinjenje sličnije polaritetu mobilne ili stacionarne faze, to je vjerojatnije da će jače reagirati. Jače interakcije sa stacionarnom fazom dovode do dužeg zadržavanja na SPE mediju. Snažne interakcije s mobilnom fazom dovode do manjeg zadržavanja i ranijeg eluiranja.

Charge State

Ako analiti od interesa ili uvijek postoje u nabijenom stanju ili se mogu staviti u nabijeno stanje prema uvjetima otopine u kojoj su otopljeni (npr. pH), onda je drugi moćan način odvajanja od matrice (ili svakog drugo) je korištenjem SPE medija koji ih mogu privući uz vlastitu naknadu.

U ovom slučaju vrijede klasična pravila elektrostatičke privlačnosti. Za razliku od razdvajanja koja se oslanjaju na karakteristike polariteta i modela interakcija „slično se rastvara slično“, interakcije naelektrisanog stanja rade po pravilu „suprotnosti se privlače“. Na primjer, možete imati SPE medij koji ima pozitivan naboj na svojoj površini. Da bi se uravnotežila ta pozitivno nabijena površina, obično postoji negativno nabijena vrsta (anion) koja je prvobitno vezana za nju. Ako se vaš negativno nabijeni analit unese u sistem, on ima sposobnost istiskivanja inicijalno vezanog anjona i interakcije s pozitivno nabijenom površinom SPE. Ovo rezultira zadržavanjem analita u SPE fazi. Ova zamjena anjona naziva se “Anion Exchange” i samo je jedan primjer šire kategorije “Ion Exchange” SPE proizvoda. U ovom primjeru, pozitivno nabijene vrste bi imale snažan poticaj da ostanu u mobilnoj fazi i ne komuniciraju s pozitivno nabijenom površinom SPE, tako da se ne bi zadržale. I, osim ako površina SPE nije imala druge karakteristike pored svojstava jonske izmjene, neutralne vrste bi također bile minimalno zadržane (iako takvi miješani SPE proizvodi postoje, što vam omogućava da koristite mehanizme ionske izmjene i reverzne faze zadržavanja u istom SPE mediju ).

Važna razlika koju treba imati na umu kada se koriste mehanizmi jonske izmjene je priroda nabojnog stanja analita. Ako je analit uvijek nabijen, bez obzira na pH otopine u kojoj se nalazi, smatra se "jakom" vrstom. Ako se analit puni samo pod određenim pH uslovima, smatra se „slabom“ vrstom. To je važna karakteristika koju treba razumjeti o vašim analitima jer će odrediti koju vrstu SPE medija koristiti. Uopšteno govoreći, razmišljanje o tome da suprotnosti idu zajedno će pomoći ovdje. Preporučljivo je upariti SPE sorbent slabe jonske izmjene sa „jakom“ vrstom i jak sorbent za izmjenu jona sa „slabim“ analitom.