SPE existe desde hace décadas, y por una buena razón. Cuando los científicos quieren eliminar componentes de fondo de sus muestras, se enfrentan al desafío de hacerlo sin reducir su capacidad para determinar con exactitud y precisión la presencia y cantidad de su compuesto de interés. SPE es una técnica que los científicos suelen utilizar para ayudar a preparar sus muestras para la instrumentación sensible utilizada para el análisis cuantitativo. SPE es sólido, funciona para una amplia gama de tipos de muestras y se siguen desarrollando nuevos productos y métodos de SPE. En el centro del desarrollo de esos métodos está la apreciación de que, aunque la palabra "cromatografía" no aparece en el nombre de la técnica, la SPE es, no obstante, una forma de separación cromatográfica.

SPE: La cromatografía silenciosa

Hay un viejo dicho que dice: "Si un árbol cae en un bosque y no hay nadie cerca para oírlo, ¿aún así emite algún sonido?" Ese dicho nos recuerda a SPE. Puede parecer extraño decirlo, pero cuando pensamos en SPE, la pregunta es: "si se produce una separación y no hay ningún detector para registrarla, ¿realmente ocurrió la cromatografía?" En el caso de SPE, la respuesta es un rotundo “¡sí!” Al desarrollar o solucionar problemas de un método SPE, puede ser muy útil recordar que SPE es solo cromatografía sin cromatograma. Si lo piensas bien, ¿no estaba Mikhail Tsvet, conocido como “el padre de la cromatografía”, haciendo lo que hoy llamaríamos “SPE”? Cuando separó sus mezclas de pigmentos vegetales dejando que la gravedad los transportara, disueltos en un solvente, a través de un lecho de tiza molida, ¿fue muy diferente a un método SPE moderno?

Comprender su muestra

Dado que la SPE se basa en principios cromatográficos, el núcleo de todo buen método de SPE es la relación entre los analitos, la matriz, la fase estacionaria (el sorbente de SPE) y la fase móvil (los disolventes utilizados para lavar o eluir la muestra). .

Comprender la naturaleza de su muestra tanto como sea posible es el mejor lugar para comenzar si tiene que desarrollar o solucionar problemas de un método SPE. Para evitar pruebas y errores innecesarios durante el desarrollo del método, resultan muy útiles las descripciones de las propiedades físicas y químicas tanto de los analitos como de la matriz. Una vez que conozca su muestra, estará en una mejor posición para combinar esa muestra con un producto SPE apropiado. Por ejemplo, conocer la polaridad relativa de los analitos en comparación entre sí y con la matriz puede ayudarle a decidir si usar la polaridad para separar los analitos de la matriz es el enfoque correcto. Saber si sus analitos son neutros o pueden existir en estados cargados también puede ayudarle a elegir productos SPE que se especializan en retener o eluir especies neutras, cargadas positivamente o negativamente. Estos dos conceptos representan dos de las propiedades de los analitos más comúnmente utilizadas para aprovechar al desarrollar métodos de SPE y seleccionar productos de SPE. Si puede describir sus analitos y los componentes destacados de la matriz en estos términos, estará en camino de elegir una buena dirección para el desarrollo de su método SPE.

Separación por afinidad

Los principios que definen las separaciones que ocurren dentro de una columna LC, por ejemplo, están en juego en una separación SPE. La base de cualquier separación cromatográfica es establecer un sistema que tenga distintos grados de interacción entre los componentes de la muestra y las dos fases presentes en la columna o cartucho SPE, la fase móvil y la fase estacionaria.

Uno de los primeros pasos para sentirse cómodo con el desarrollo del método SPE es estar familiarizado con los dos tipos de interacciones más comunes empleadas en la separación SPE: polaridad y/o estado de carga.

Polaridad

Si va a utilizar la polaridad para limpiar su muestra, una de las primeras decisiones que debe tomar es decidir qué "modo" es mejor. Lo mejor es trabajar con un medio SPE relativamente polar y una fase móvil relativamente no polar (es decir, modo normal) o lo contrario, un medio SPE relativamente no polar acoplado con una fase móvil relativamente polar (es decir, modo invertido, llamado así simplemente porque es lo opuesto). del “modo normal” inicialmente establecido).

A medida que explora los productos SPE, encontrará que las fases SPE existen en una variedad de polaridades. Además, la elección del disolvente de la fase móvil también ofrece una amplia gama de polaridades, a menudo muy ajustables mediante el uso de mezclas de disolventes, tampones u otros aditivos. Es posible lograr un gran grado de delicadeza al utilizar diferencias de polaridad como característica clave a aprovechar para separar los analitos de las interferencias de la matriz (o entre sí).

Solo tenga en cuenta el viejo dicho de la química "lo similar se disuelve" cuando considere la polaridad como el factor de separación. Cuanto más parecido sea un compuesto a la polaridad de una fase móvil o estacionaria, es más probable que interactúe con más fuerza. Las interacciones más fuertes con la fase estacionaria conducen a retenciones más prolongadas en el medio SPE. Las fuertes interacciones con la fase móvil conducen a una menor retención y una elución más temprana.

Estado de carga

Si los analitos de interés siempre existen en un estado cargado o pueden ponerse en un estado cargado según las condiciones de la solución en la que están disueltos (por ejemplo, pH), entonces otro medio poderoso para separarlos de la matriz (o de cada uno de ellos) otros) es mediante el uso de medios SPE que pueden atraerlos con una carga propia.

En este caso se aplican las reglas clásicas de atracción electrostática. A diferencia de las separaciones que se basan en características de polaridad y el modelo de interacciones "lo similar se disuelve", las interacciones de estados cargados operan según la regla de "los opuestos se atraen". Por ejemplo, es posible que tenga un medio SPE que tenga una carga positiva en su superficie. Para equilibrar esa superficie cargada positivamente, normalmente hay una especie cargada negativamente (un anión) inicialmente unida a ella. Si su analito cargado negativamente se introduce en el sistema, tiene la capacidad de desplazar el anión inicialmente unido e interactuar con la superficie SPE cargada positivamente. Esto da como resultado la retención del analito en la fase SPE. Este intercambio de aniones se denomina "intercambio aniónico" y es sólo un ejemplo de la categoría más amplia de productos SPE de "intercambio iónico". En este ejemplo, las especies cargadas positivamente tendrían un fuerte incentivo para permanecer en la fase móvil y no interactuar con la superficie SPE cargada positivamente, por lo que no serían retenidas. Y, a menos que la superficie SPE tuviera otras características además de sus propiedades de intercambio iónico, las especies neutras también se retendrían mínimamente (aunque dichos productos SPE mezclados existen, lo que le permite utilizar mecanismos de intercambio iónico y retención de fase reversa en el mismo medio SPE). ).

Una distinción importante a tener en cuenta al emplear mecanismos de intercambio iónico es la naturaleza del estado de carga del analito. Si el analito siempre está cargado, independientemente del pH de la solución en la que se encuentre, se considera una especie “fuerte”. Si el analito sólo se carga bajo ciertas condiciones de pH, se considera una especie "débil". Esta es una característica importante que debe comprender acerca de sus analitos porque determinará qué tipo de medio SPE utilizar. En términos generales, será útil pensar en que los opuestos van juntos. Es aconsejable combinar un sorbente SPE de intercambio iónico débil con una especie "fuerte" y un sorbente de intercambio iónico fuerte con un analito "débil".