SPE چندین دهه است که وجود داشته است و دلایل خوبی نیز دارد. وقتی دانشمندان می‌خواهند اجزای پس‌زمینه را از نمونه‌های خود حذف کنند، بدون کاهش توانایی آنها در تعیین دقیق و دقیق حضور و کمیت ترکیب مورد نظرشان، با چالشی روبرو می‌شوند که این کار را انجام دهند. SPE یکی از تکنیک هایی است که دانشمندان اغلب برای کمک به آماده سازی نمونه های خود برای ابزار دقیق مورد استفاده برای تجزیه و تحلیل کمی استفاده می کنند. SPE قوی است، برای طیف وسیعی از انواع نمونه کار می کند و محصولات و روش های جدید SPE همچنان در حال توسعه هستند. در قلب توسعه این روش‌ها این قدردانی وجود دارد که حتی اگر کلمه کروماتوگرافی در نام این تکنیک وجود ندارد، SPE با این وجود نوعی جداسازی کروماتوگرافی است.

SPE: کروماتوگرافی خاموش

یک ضرب المثل قدیمی وجود دارد که می گوید: «اگر درختی در جنگل بیفتد و کسی در اطراف نباشد که صدایش را بشنود، آیا باز هم صدا دارد؟» این جمله ما را به یاد SPE می اندازد. شاید گفتن این موضوع عجیب به نظر برسد، اما وقتی به SPE فکر می کنیم، این سوال پیش می آید که "اگر جدایی رخ دهد و آشکارساز وجود نداشته باشد که آن را ثبت کند، آیا کروماتوگرافی واقعا اتفاق افتاده است؟" در مورد SPE، پاسخ یک «بله» قاطع است! هنگام توسعه یا عیب‌یابی یک روش SPE، یادآوری این نکته بسیار مفید است که SPE فقط کروماتوگرافی بدون کروماتوگرام است. وقتی به آن فکر می کنید، آیا میخائیل تسوت، که به عنوان «پدر کروماتوگرافی» شناخته می شود، کاری را انجام نمی داد که ما امروز آن را «SPE» می نامیم؟ وقتی او مخلوط‌های رنگدانه‌های گیاهی خود را با اجازه دادن به نیروی جاذبه، حل شده در یک حلال، از میان بستری از گچ آسیاب شده جدا کرد، آیا این تفاوت با روش مدرن SPE بود؟

درک نمونه شما

از آنجایی که SPE بر اساس اصول کروماتوگرافی است، در قلب هر روش SPE خوب، رابطه بین آنالیت ها، ماتریس، فاز ساکن (جاذب SPE) و فاز متحرک (حلال های مورد استفاده برای شستشو یا شستشوی نمونه) قرار دارد. .

اگر باید یک روش SPE را توسعه دهید یا عیب یابی کنید، درک ماهیت نمونه خود تا حد امکان بهترین مکان برای شروع است. برای جلوگیری از آزمون و خطای غیر ضروری در طول توسعه روش، توصیف خواص فیزیکی و شیمیایی هر دو آنالیت و ماتریس بسیار مفید است. هنگامی که در مورد نمونه خود بدانید، در موقعیت بهتری خواهید بود که آن نمونه را با یک محصول SPE مناسب مطابقت دهید. به عنوان مثال، دانستن قطبیت نسبی آنالیت ها در مقایسه با یکدیگر و ماتریس می تواند به شما کمک کند تصمیم بگیرید که آیا استفاده از قطبیت برای جداسازی آنالیت ها از ماتریس روش درستی است یا خیر. دانستن اینکه آیا آنالیت‌های شما خنثی هستند یا می‌توانند در حالت‌های باردار وجود داشته باشند، می‌تواند به شما کمک کند تا به سمت محصولات SPE که در نگهداری یا شستشوی گونه‌های خنثی، دارای بار مثبت یا بار منفی تخصص دارند، راهنمایی کنید. این دو مفهوم دو مورد از متداول‌ترین ویژگی‌های آنالیت مورد استفاده را برای استفاده در هنگام توسعه روش‌های SPE و انتخاب محصولات SPE نشان می‌دهند. اگر بتوانید آنالیت‌های خود و مؤلفه‌های برجسته ماتریس را با این عبارات توصیف کنید، در مسیر انتخاب مسیر خوبی برای توسعه روش SPE خود هستید.

جداسازی بر اساس قرابت

به عنوان مثال، اصولی که جداسازی هایی را که در یک ستون LC رخ می دهد، تعریف می کنند، در جداسازی SPE نقش دارند. اساس هر جداسازی کروماتوگرافی، ایجاد سیستمی است که درجات مختلفی از تعامل بین اجزای نمونه و دو فاز موجود در ستون یا کارتریج SPE، فاز متحرک و فاز ساکن دارد.

یکی از اولین گام‌ها برای احساس راحتی با توسعه روش SPE، آشنایی با دو نوع تعامل رایج در جداسازی SPE است: قطبیت و/یا حالت شارژ.

قطبیت

اگر می خواهید از قطبیت برای تمیز کردن نمونه خود استفاده کنید، یکی از اولین انتخاب هایی که باید انجام دهید این است که تصمیم بگیرید کدام "حالت" بهترین است. بهتر است با یک محیط SPE نسبتاً قطبی و یک فاز متحرک نسبتاً غیرقطبی (یعنی حالت عادی) یا برعکس، یک رسانه SPE نسبتاً غیر قطبی همراه با یک فاز متحرک نسبتاً قطبی (یعنی حالت معکوس، به این دلیل نامگذاری شده است که برعکس است) کار کنید. از "حالت عادی" اولیه ایجاد شده).

همانطور که محصولات SPE را بررسی می کنید، متوجه خواهید شد که فازهای SPE در طیفی از قطبیت ها وجود دارند. علاوه بر این، انتخاب حلال فاز متحرک طیف گسترده ای از قطبیت ها را نیز ارائه می دهد که اغلب از طریق استفاده از مخلوط حلال ها، بافرها یا سایر افزودنی ها بسیار قابل تنظیم است. هنگام استفاده از تفاوت های قطبی به عنوان مشخصه کلیدی برای استفاده برای جداسازی آنالیت های خود از تداخل های ماتریسی (یا از یکدیگر) درجه بالایی از ظرافت ممکن وجود دارد.

هنگامی که قطبیت را به عنوان محرک جداسازی در نظر می گیرید، فقط ضرب المثل قدیمی شیمی را به خاطر داشته باشید که «مثل مانند حل می شود». هر چه یک ترکیب به قطبیت یک فاز متحرک یا ثابت شباهت بیشتری داشته باشد، احتمال بیشتری دارد که برهمکنش قوی‌تری داشته باشد. فعل و انفعالات قوی تر با فاز ثابت منجر به ماندگاری طولانی تر در محیط SPE می شود. فعل و انفعالات قوی با فاز متحرک منجر به احتباس کمتر و شستشوی زودتر می شود.

وضعیت شارژ

اگر آنالیت های مورد نظر یا همیشه در یک حالت بار وجود داشته باشند یا بتوانند با شرایط محلولی که در آن حل می شوند (مثلا pH) در حالت باردار قرار گیرند، ابزار قدرتمند دیگری برای جدا کردن آنها از ماتریس (یا هر کدام) دیگر) از طریق استفاده از رسانه های SPE است که می تواند آنها را با هزینه شخصی جذب کند.

در این مورد، قوانین جاذبه الکترواستاتیک کلاسیک اعمال می شود. بر خلاف جدایی‌هایی که بر ویژگی‌های قطبی متکی هستند و مدل برهمکنش‌های «مثل حل می‌شود»، برهمکنش‌های حالت باردار بر اساس قانون «جذب مخالف‌ها» عمل می‌کنند. به عنوان مثال، ممکن است یک محیط SPE داشته باشید که دارای بار مثبت در سطح آن باشد. برای متعادل کردن سطح دارای بار مثبت، معمولاً یک گونه با بار منفی (یک آنیون) در ابتدا به آن متصل می شود. اگر آنالیت با بار منفی شما به سیستم وارد شود، این قابلیت را دارد که آنیون ابتدائی متصل شده را جابجا کند و با سطح SPE با بار مثبت تعامل کند. این منجر به حفظ آنالیت در فاز SPE می شود. این مبادله آنیون‌ها «Anion Exchange» نامیده می‌شود و تنها نمونه‌ای از دسته‌بندی گسترده‌تر محصولات SPE «Ion Exchange» است. در این مثال، گونه‌های دارای بار مثبت انگیزه قوی برای ماندن در فاز متحرک و عدم تعامل با سطح SPE با بار مثبت دارند، بنابراین آنها حفظ نمی‌شوند. و، مگر اینکه سطح SPE علاوه بر ویژگی‌های تبادل یونی، ویژگی‌های دیگری نیز داشته باشد، گونه‌های خنثی نیز حداقل حفظ می‌شوند (اگرچه، چنین محصولات SPE ترکیبی وجود دارند، که به شما امکان می‌دهند از مکانیسم‌های تبادل یونی و حفظ فاز معکوس در همان محیط SPE استفاده کنید. ).

تمایز مهمی که هنگام استفاده از مکانیسم‌های تبادل یونی باید در نظر داشت، ماهیت حالت بار آنالیت است. اگر آنالیت همیشه باردار باشد، صرف نظر از pH محلولی که در آن است، یک گونه "قوی" در نظر گرفته می شود. اگر آنالیت فقط تحت شرایط pH خاصی شارژ شود، یک گونه "ضعیف" در نظر گرفته می شود. این یک ویژگی مهم برای درک آنالیت های شما است زیرا تعیین می کند که از کدام نوع رسانه SPE استفاده کنید. به طور کلی، فکر کردن در مورد تضادها با هم در اینجا کمک خواهد کرد. توصیه می شود یک جاذب تبادل یونی ضعیف SPE با یک گونه "قوی" و یک جاذب تبادل یونی قوی با یک آنالیت "ضعیف" جفت شود.