SPE fa dècades que existeix, i per una bona raó. Quan els científics volen eliminar components de fons de les seves mostres, s'enfronten al repte de fer-ho sense reduir la seva capacitat per determinar amb precisió i precisió la presència i la quantitat del seu compost d'interès. SPE és una tècnica que els científics utilitzen sovint per ajudar a preparar les seves mostres per a la instrumentació sensible utilitzada per a l'anàlisi quantitativa. SPE és robust, funciona per a una àmplia gamma de tipus de mostres i es continuen desenvolupant nous productes i mètodes SPE. Al centre del desenvolupament d'aquests mètodes hi ha una apreciació que, tot i que la paraula "cromatografia" no apareix en el nom de la tècnica, SPE és, no obstant això, una forma de separació cromatogràfica.

SPE: La cromatografia silenciosa

Hi ha una vella dita: "si un arbre cau en un bosc i no hi ha ningú per escoltar-lo, encara fa un so?" Aquesta dita ens recorda a SPE. Pot semblar estrany dir-ho, però quan pensem en SPE, la pregunta és "si es produeix una separació i no hi ha cap detector per registrar-la, realment va passar la cromatografia?" En el cas de l'SPE, la resposta és un rotund "sí!" Quan es desenvolupen o es resolen problemes d'un mètode SPE, pot ser molt útil recordar que SPE és només cromatografia sense el cromatograma. Quan ho penseu, Mikhail Tsvet, conegut com "el pare de la cromatografia", no estava fent el que avui anomenaríem "SPE"? Quan va separar les seves mescles de pigments vegetals deixant que la gravetat els portés, dissolts en un dissolvent, a través d'un llit de guix mòlt, era molt diferent d'un mètode SPE modern?

Entendre la vostra mostra

Com que l'SPE es basa en principis cromatogràfics, al cor de cada bon mètode SPE hi ha la relació entre els analits, la matriu, la fase estacionària (el sorbent SPE) i la fase mòbil (els dissolvents utilitzats per rentar o eluir la mostra). .

Comprendre la naturalesa de la vostra mostra tant com sigui possible és el millor lloc per començar si heu de desenvolupar o resoldre problemes amb un mètode SPE. Per evitar proves i errors innecessaris durant el desenvolupament del mètode, les descripcions de les propietats físiques i químiques tant dels vostres analits com de la matriu són molt útils. Un cop conegueu la vostra mostra, estaràs en una millor posició per combinar aquesta mostra amb un producte SPE adequat. Per exemple, conèixer la polaritat relativa dels analits en comparació entre si i la matriu us pot ajudar a decidir si utilitzar la polaritat per separar els analits de la matriu és l'enfocament correcte. Saber si els vostres analits són neutres o poden existir en estats carregats també us pot ajudar a dirigir-vos a productes SPE especialitzats en retenir o eluir espècies neutres, carregades positivament o carregades negativament. Aquests dos conceptes representen dues de les propietats d'analit més utilitzades per aprofitar-les quan es desenvolupen mètodes SPE i es seleccionen productes SPE. Si podeu descriure els vostres analits i els components de la matriu destacats en aquests termes, esteu a punt d'escollir una bona direcció per al desenvolupament del vostre mètode SPE.

Separació per afinitat

Els principis que defineixen les separacions que es produeixen dins d'una columna LC, per exemple, estan en joc en una separació SPE. La base de qualsevol separació cromatogràfica és establir un sistema que tingui diferents graus d'interacció entre els components de la mostra i les dues fases presents en columna o cartutx SPE, la fase mòbil i la fase estacionària.

Un dels primers passos per sentir-se còmode amb el desenvolupament del mètode SPE és familiaritzar-se amb els dos tipus d'interaccions més comuns que s'utilitzen en la separació SPE: polaritat i/o estat de càrrega.

Polaritat

Si utilitzeu la polaritat per netejar la vostra mostra, una de les primeres opcions que heu de fer és decidir quin "mode" és millor. El millor és treballar amb un medi SPE relativament polar i una fase mòbil relativament no polar (és a dir, mode normal) o el contrari, un medi SPE relativament no polar acoblat amb una fase mòbil relativament polar (és a dir, mode invertit, anomenat així només perquè és el contrari. del “mode normal” establert inicialment).

A mesura que exploreu els productes SPE, trobareu que les fases SPE existeixen en una gamma de polaritats. A més, l'elecció del dissolvent de fase mòbil també ofereix una àmplia gamma de polaritats, sovint molt ajustables mitjançant l'ús de barreges de dissolvents, tampons o altres additius. Hi ha un gran grau de finura possible quan s'utilitzen les diferències de polaritat com a característica clau a explotar per separar els vostres analits de les interferències de la matriu (o entre si).

Tingueu en compte el vell adagi de la química "com es dissol com" quan considereu la polaritat com a motor de la separació. Com més s'assembla un compost a la polaritat d'una fase mòbil o estacionària, més probabilitats hi haurà d'interaccionar amb més força. Les interaccions més fortes amb la fase estacionària condueixen a retencions més llargues al medi SPE. Les interaccions fortes amb la fase mòbil condueixen a una menor retenció i una elució més primerenca.

Estat de càrrega

Si els analits d'interès existeixen sempre en un estat carregat o poden posar-se en un estat carregat per les condicions de la solució en què es dissolen (p. ex. pH), llavors un altre mitjà poderós per separar-los de la matriu (o cada altres) és mitjançant l'ús de mitjans SPE que els poden atreure amb un càrrec propi.

En aquest cas, s'apliquen les regles clàssiques d'atracció electrostàtica. A diferència de les separacions que es basen en característiques de polaritat i el model d'interaccions "com dissol el semblant", les interaccions d'estat carregat funcionen segons la regla de "atraure els oposats". Per exemple, podeu tenir un medi SPE que tingui una càrrega positiva a la seva superfície. Per equilibrar aquesta superfície carregada positivament, normalment hi ha una espècie carregada negativament (un anió) lligada inicialment a ella. Si el vostre analit carregat negativament s'introdueix al sistema, té la capacitat de desplaçar l'anió lligat inicialment i interaccionar amb la superfície SPE carregada positivament. Això provoca la retenció de l'analit a la fase SPE. Aquest intercanvi d'anions s'anomena "intercanvi d'anions" i és només un exemple de la categoria més àmplia de productes SPE "intercanvi d'ions". En aquest exemple, les espècies carregades positivament tindrien un fort incentiu per mantenir-se en la fase mòbil i no interactuar amb la superfície SPE carregada positivament, de manera que no es conservarien. I, tret que la superfície de l'SPE tingués altres característiques a més de les seves propietats d'intercanvi iònic, les espècies neutres també es conservarien mínimament (tot i que existeixen aquests productes SPE combinats, que us permeten utilitzar mecanismes d'intercanvi iònic i de retenció de fase inversa en el mateix medi SPE). ).

Una distinció important a tenir en compte quan s'utilitzen mecanismes d'intercanvi iònic és la naturalesa de l'estat de càrrega de l'analit. Si l'analit sempre està carregat, independentment del pH de la solució en què es trobi, es considera una espècie "fort". Si l'analit només es carrega en determinades condicions de pH, es considera una espècie "feble". Aquesta és una característica important que cal entendre sobre els vostres analits perquè determinarà quin tipus de suport SPE utilitzar. En termes generals, pensar que els contraris van junts ajudarà aquí. És recomanable emparellar un sorbent SPE d'intercanvi iònic feble amb una espècie "forta" i un sorbent d'intercanvi iònic fort amb un analit "feble".