SPE existuje již desítky let a má k tomu dobrý důvod. Když vědci chtějí ze svých vzorků odstranit složky pozadí, čelí výzvě, jak to udělat, aniž by se snížila jejich schopnost přesně a přesně určit přítomnost a množství sloučeniny, která je předmětem zájmu. SPE je jedna z technik, kterou vědci často používají, aby pomohli připravit své vzorky pro citlivé instrumentace používané pro kvantitativní analýzu. SPE je robustní, funguje pro širokou škálu typů vzorků a stále se vyvíjejí nové produkty a metody SPE. Jádrem vývoje těchto metod je uznání, že i když se slovo „chromatografie“ v názvu techniky neobjevuje, SPE je přesto formou chromatografické separace.

SPE: Tichá chromatografie

Existuje staré přísloví: „Když strom spadne v lese a nikdo není poblíž, aby to slyšel, vydává stále zvuk? To rčení nám připomíná SPE. To se může zdát zvláštní, ale když přemýšlíme o SPE, vyvstává otázka: „Pokud dojde k separaci a není tam žádný detektor, který by to zaznamenal, skutečně se chromatografie stala? V případě SPE je odpovědí jasné „ano!“ Při vývoji nebo odstraňování problémů s metodou SPE může být velmi užitečné si uvědomit, že SPE je pouze chromatografie bez chromatogramu. Když se nad tím zamyslíte, nedělal Michail Tsvet, známý jako „otec chromatografie“, to, co bychom dnes nazvali „SPE“? Když oddělil své směsi rostlinných pigmentů tak, že je nechal přenést gravitaci rozpuštěné v rozpouštědle přes vrstvu rozemleté ​​křídy, bylo to o tolik odlišné od moderní metody SPE?

Pochopení vašeho vzorku

Vzhledem k tomu, že SPE je založena na chromatografických principech, jádrem každé dobré metody SPE je vztah mezi analyty, matricí, stacionární fází (sorbent SPE) a mobilní fází (rozpouštědla použitá k promývání nebo eluci vzorku) .

Pokud musíte vyvinout metodu SPE nebo s ní řešit problémy, je nejlepším místem, kde začít, co nejvíce porozumět povaze vašeho vzorku. Abyste se vyhnuli zbytečným pokusům a omylům během vývoje metody, jsou velmi užitečné popisy fyzikálních a chemických vlastností vašich analytů i matrice. Jakmile budete vědět o svém vzorku, budete moci lépe spárovat tento vzorek s vhodným SPE produktem. Například znalost relativní polarity analytů ve srovnání mezi sebou a matricí vám může pomoci rozhodnout, zda je použití polarity k oddělení analytů od matrice tím správným přístupem. Vědět, zda jsou vaše analyty neutrální nebo mohou existovat v nabitých stavech, vám také může pomoci nasměrovat vás k produktům SPE, které se specializují na zadržování nebo eluci neutrálních, kladně nabitých nebo záporně nabitých látek. Tyto dva koncepty představují dvě z nejčastěji používaných vlastností analytu, které lze využít při vývoji metod SPE a výběru produktů SPE. Pokud dokážete popsat své analyty a významné složky matrice těmito termíny, jste na dobré cestě k výběru dobrého směru pro vývoj vaší metody SPE.

Separace podle Affinity

Principy, které definují separace, ke kterým dochází například v LC koloně, jsou ve hře v separaci SPE. Základem každé chromatografické separace je vytvoření systému, který má různé stupně interakce mezi složkami vzorku a dvěma fázemi přítomnými v koloně nebo SPE patroně, mobilní fází a stacionární fází.

Jedním z prvních kroků k tomu, abyste se cítili pohodlně s vývojem metody SPE, je obeznámení se dvěma nejběžněji se vyskytujícími typy interakcí používaných při separaci SPE: polaritou a/nebo stavem nabití.

Polarita

Pokud budete k čištění vzorku používat polaritu, jednou z prvních možností, kterou musíte udělat, je rozhodnout se, jaký „režim“ je nejlepší. Nejlepší je pracovat s relativně polárním SPE médiem a relativně nepolární mobilní fází (tj. normální režim) nebo opačným, relativně nepolárním SPE médiem spojeným s relativně polární mobilní fází (tj. obrácený režim, tak pojmenovaný jen proto, že je opačný). původně zavedeného „normálního režimu“).

Při zkoumání produktů SPE zjistíte, že fáze SPE existují v řadě polarit. Kromě toho výběr rozpouštědla pro mobilní fázi také nabízí široký rozsah polarit, často velmi upravitelných použitím směsí rozpouštědel, pufrů nebo jiných přísad. Při použití rozdílů v polaritě jako klíčové charakteristiky, kterou lze využít k oddělení vašich analytů od matricových interferencí (nebo od sebe navzájem), je možný velký stupeň jemnosti.

Mějte na paměti staré chemické přísloví „jako se rozpouští jako“, když uvažujete o polaritě jako o hybateli oddělení. Čím více se sloučenina podobá polaritě mobilní nebo stacionární fáze, tím je pravděpodobnější, že bude interagovat silněji. Silnější interakce se stacionární fází vedou k delším retenci na SPE médiu. Silné interakce s mobilní fází vedou k menší retenci a dřívější eluci.

Stav nabití

Pokud sledované analyty buď vždy existují v nabitém stavu, nebo mohou být uvedeny do nabitého stavu podmínkami roztoku, ve kterém jsou rozpuštěny (např. pH), pak je dalším účinným prostředkem k jejich oddělení od matrice (nebo každého z nich). jiné) je prostřednictvím použití SPE médií, která je mohou přitáhnout svým vlastním nábojem.

V tomto případě platí klasická pravidla elektrostatické přitažlivosti. Na rozdíl od separací, které se spoléhají na polaritní charakteristiky a model interakcí „podobné se rozpouští jako“, fungují interakce nabitého stavu podle pravidla „protiklady se přitahují“. Můžete mít například médium SPE, které má na svém povrchu kladný náboj. Aby se vyrovnal kladně nabitý povrch, je k němu obvykle zpočátku navázán záporně nabitý druh (anion). Pokud je váš záporně nabitý analyt zaveden do systému, má schopnost vytěsnit původně navázaný anion a interagovat s kladně nabitým povrchem SPE. To vede k retenci analytu na SPE fázi. Tato výměna aniontů se nazývá „Anion Exchange“ a je pouze jedním příkladem širší kategorie produktů SPE „Ion Exchange“. V tomto příkladu by kladně nabité druhy měly silnou motivaci zůstat v mobilní fázi a neinteragovat s kladně nabitým povrchem SPE, takže by nebyly zadrženy. A pokud by povrch SPE neměl kromě svých iontoměničových vlastností i jiné vlastnosti, neutrální druhy by byly také minimálně zadrženy (ačkoli takové smíšené produkty SPE existují, což vám umožňuje využívat mechanismy iontové výměny a reverzní fáze zadržování ve stejném médiu SPE ).

Důležitým rozdílem, který je třeba mít na paměti při používání mechanismů iontové výměny, je povaha stavu nabití analytu. Pokud je analyt vždy nabitý, bez ohledu na pH roztoku, ve kterém se nachází, je považován za „silný“ druh. Pokud je analyt nabit pouze za určitých podmínek pH, je považován za „slabý“ druh. To je důležitá vlastnost, kterou je třeba o vašich analytech pochopit, protože to určí, jaký typ média SPE použít. Obecně řečeno, myslet na to, že protiklady jdou dohromady, zde pomůže. Je vhodné spárovat slabý iontoměničový SPE sorbent se „silným“ druhem a silný iontoměničový sorbent se „slabým“ analytem.