एसपीई दशकों से और अच्छे कारण से मौजूद है। जब वैज्ञानिक अपने नमूनों से पृष्ठभूमि घटकों को हटाना चाहते हैं, तो उन्हें अपने ब्याज के यौगिक की उपस्थिति और मात्रा को सटीक और सटीक रूप से निर्धारित करने की क्षमता को कम किए बिना ऐसा करने की चुनौती का सामना करना पड़ता है। एसपीई एक ऐसी तकनीक है जिसका उपयोग वैज्ञानिक अक्सर मात्रात्मक विश्लेषण के लिए उपयोग किए जाने वाले संवेदनशील उपकरण के लिए अपने नमूने तैयार करने में मदद के लिए करते हैं। एसपीई मजबूत है, नमूना प्रकारों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए काम करता है, और नए एसपीई उत्पादों और विधियों का विकास जारी है। उन तरीकों को विकसित करने के मूल में यह सराहना है कि भले ही तकनीक के नाम में "क्रोमैटोग्राफी" शब्द नहीं आता है, फिर भी एसपीई क्रोमैटोग्राफिक पृथक्करण का एक रूप है।

एसपीई: द साइलेंट क्रोमैटोग्राफी

एक पुरानी कहावत है "अगर जंगल में कोई पेड़ गिरता है, और उसे सुनने वाला कोई नहीं है, तो क्या फिर भी उसकी आवाज़ आती है?" यह कहावत हमें एसपीई की याद दिलाती है। यह कहना अजीब लग सकता है, लेकिन जब हम एसपीई के बारे में सोचते हैं, तो सवाल यह उठता है कि "यदि कोई पृथक्करण होता है और इसे रिकॉर्ड करने के लिए वहां कोई डिटेक्टर नहीं है, तो क्या क्रोमैटोग्राफी वास्तव में हुई थी?" एसपीई के मामले में, उत्तर शानदार "हाँ!" है। एसपीई पद्धति को विकसित या समस्या निवारण करते समय, यह याद रखना बहुत मददगार हो सकता है कि एसपीई क्रोमैटोग्राम के बिना सिर्फ क्रोमैटोग्राफी है। जब आप इसके बारे में सोचते हैं, तो क्या मिखाइल त्सवेट, जिन्हें "क्रोमैटोग्राफी के जनक" के रूप में जाना जाता है, वह नहीं कर रहे थे जिसे आज हम "एसपीई" कहते हैं? जब उन्होंने अपने पौधों के रंगद्रव्यों के मिश्रण को गुरुत्वाकर्षण द्वारा उन्हें एक विलायक में घोलकर, जमीन पर चाक के बिस्तर के माध्यम से अलग किया, तो क्या यह आधुनिक एसपीई विधि से बहुत अलग था?

अपने नमूने को समझना

चूंकि एसपीई क्रोमैटोग्राफिक सिद्धांतों पर आधारित है, हर अच्छी एसपीई पद्धति के केंद्र में एनालिटिक्स, मैट्रिक्स, स्थिर चरण (एसपीई सॉर्बेंट), और मोबाइल चरण (नमूने को धोने या निक्षालित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले सॉल्वैंट्स) के बीच संबंध होता है। .

यदि आपको एसपीई विधि विकसित करनी है या समस्या निवारण करना है तो अपने नमूने की प्रकृति को यथासंभव समझना सबसे अच्छी जगह है। विधि विकास के दौरान अनावश्यक परीक्षण और त्रुटि से बचने के लिए, आपके एनालिटिक्स और मैट्रिक्स दोनों के भौतिक और रासायनिक गुणों का विवरण बहुत उपयोगी है। एक बार जब आप अपने नमूने के बारे में जान लेंगे, तो आप उस नमूने का उचित एसपीई उत्पाद से मिलान करने की बेहतर स्थिति में होंगे। उदाहरण के लिए, एक-दूसरे और मैट्रिक्स की तुलना में एनालिटिक्स की सापेक्ष ध्रुवता को जानने से आपको यह तय करने में मदद मिल सकती है कि मैट्रिक्स से एनालिटिक्स को अलग करने के लिए ध्रुवीयता का उपयोग करना सही दृष्टिकोण है या नहीं। यह जानना कि क्या आपके विश्लेषण तटस्थ हैं या आवेशित अवस्था में मौजूद हो सकते हैं, आपको एसपीई उत्पादों की ओर निर्देशित करने में भी मदद कर सकते हैं जो तटस्थ, सकारात्मक रूप से चार्ज या नकारात्मक रूप से चार्ज की गई प्रजातियों को बनाए रखने या हटाने में विशेषज्ञ हैं। एसपीई विधियों को विकसित करने और एसपीई उत्पादों का चयन करते समय लाभ उठाने के लिए ये दो अवधारणाएं सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले विश्लेषण गुणों में से दो का प्रतिनिधित्व करती हैं। यदि आप इन शब्दों में अपने विश्लेषणों और प्रमुख मैट्रिक्स घटकों का वर्णन कर सकते हैं, तो आप अपने एसपीई पद्धति के विकास के लिए एक अच्छी दिशा चुनने की राह पर हैं।

आत्मीयता द्वारा पृथक्करण

उदाहरण के लिए, एलसी कॉलम के भीतर होने वाले पृथक्करणों को परिभाषित करने वाले सिद्धांत एसपीई पृथक्करण में काम आते हैं। किसी भी क्रोमैटोग्राफ़िक पृथक्करण की नींव एक ऐसी प्रणाली स्थापित करना है जिसमें नमूने के घटकों और कॉलम या एसपीई कारतूस, मोबाइल चरण और स्थिर चरण में मौजूद दो चरणों के बीच बातचीत की अलग-अलग डिग्री होती है।

एसपीई विधि विकास के साथ सहज महसूस करने की दिशा में पहला कदम एसपीई पृथक्करण में नियोजित दो सबसे आम प्रकार के इंटरैक्शन से परिचित होना है: ध्रुवीयता और/या चार्ज स्थिति।

विचारों में भिन्नता

यदि आप अपने नमूने को साफ करने के लिए ध्रुवीयता का उपयोग करने जा रहे हैं, तो आपको जो पहला विकल्प चुनना होगा वह यह तय करना है कि कौन सा "मोड" सबसे अच्छा है। अपेक्षाकृत ध्रुवीय एसपीई माध्यम और अपेक्षाकृत गैर-ध्रुवीय मोबाइल चरण (यानी सामान्य मोड) या इसके विपरीत के साथ काम करना सबसे अच्छा है, एक अपेक्षाकृत गैर-ध्रुवीय एसपीई माध्यम जो अपेक्षाकृत ध्रुवीय मोबाइल चरण (यानी उलटा मोड) के साथ युग्मित है, इसे सिर्फ इसलिए नाम दिया गया है क्योंकि यह विपरीत है प्रारंभ में स्थापित "सामान्य मोड") का।

जैसे ही आप एसपीई उत्पादों का पता लगाते हैं, आप पाएंगे कि एसपीई चरण विभिन्न ध्रुवों में मौजूद हैं। इसके अलावा, मोबाइल चरण विलायक की पसंद भी ध्रुवीयताओं की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदान करती है, जो अक्सर सॉल्वैंट्स, बफ़र्स या अन्य एडिटिव्स के मिश्रण के उपयोग के माध्यम से बहुत ट्यून की जा सकती है। जब आपके विश्लेषणों को मैट्रिक्स हस्तक्षेपों (या एक दूसरे से) से अलग करने के लिए मुख्य विशेषता के रूप में ध्रुवीयता अंतर का उपयोग किया जाता है, तो काफी हद तक चालाकी संभव है।

जब आप अलगाव के लिए ध्रुवीयता को चालक के रूप में मान रहे हों तो बस पुरानी रसायन शास्त्र की कहावत "जैसे घुलता है" को ध्यान में रखें। एक यौगिक मोबाइल या स्थिर चरण की ध्रुवीयता के जितना अधिक समान होता है, उतनी ही अधिक संभावना होती है कि वह अधिक मजबूती से परस्पर क्रिया करता है। स्थिर चरण के साथ मजबूत अंतःक्रिया से एसपीई माध्यम पर लंबे समय तक अवधारण होता है। मोबाइल चरण के साथ मजबूत अंतःक्रिया से प्रतिधारण कम होता है और शीघ्र निक्षालन होता है।

प्रभारी राज्य

यदि रुचि के विश्लेषक या तो हमेशा आवेशित अवस्था में मौजूद रहते हैं या घोल की स्थितियों (जैसे पीएच) द्वारा आवेशित अवस्था में रखे जाने में सक्षम होते हैं, तो उन्हें मैट्रिक्स (या प्रत्येक) से अलग करने का एक और शक्तिशाली साधन अन्य) एसपीई मीडिया के उपयोग के माध्यम से है जो उन्हें अपने स्वयं के आरोप से आकर्षित कर सकता है।

इस मामले में, क्लासिक इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण नियम लागू होते हैं। पृथक्करणों के विपरीत जो ध्रुवीय विशेषताओं और "जैसे घुलते हैं जैसे" इंटरैक्शन के मॉडल पर निर्भर करते हैं, चार्ज किए गए राज्य इंटरैक्शन "विपरीत आकर्षित करते हैं" के नियम पर काम करते हैं। उदाहरण के लिए, आपके पास एक एसपीई माध्यम हो सकता है जिसकी सतह पर सकारात्मक चार्ज हो। उस सकारात्मक रूप से चार्ज की गई सतह को संतुलित करने के लिए, आमतौर पर एक नकारात्मक चार्ज वाली प्रजाति (एक आयन) शुरू में उससे बंधी होती है। यदि आपके नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए विश्लेषण को सिस्टम में पेश किया जाता है, तो इसमें प्रारंभिक रूप से बंधे आयन को विस्थापित करने और सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए एसपीई सतह के साथ बातचीत करने की क्षमता होती है। इसके परिणामस्वरूप एसपीई चरण पर विश्लेषण का प्रतिधारण होता है। आयनों की इस अदला-बदली को "आयन एक्सचेंज" कहा जाता है और यह "आयन एक्सचेंज" एसपीई उत्पादों की व्यापक श्रेणी का सिर्फ एक उदाहरण है। इस उदाहरण में, सकारात्मक रूप से चार्ज की गई प्रजातियों को मोबाइल चरण में रहने और सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए एसपीई सतह के साथ बातचीत न करने के लिए एक मजबूत प्रोत्साहन मिलेगा, इसलिए उन्हें बरकरार नहीं रखा जाएगा। और, जब तक कि एसपीई सतह में इसके आयन विनिमय गुणों के अलावा अन्य विशेषताएं न हों, तटस्थ प्रजातियों को भी न्यूनतम रूप से बरकरार रखा जाएगा (हालांकि, ऐसे मिश्रित एसपीई उत्पाद मौजूद हैं, जो आपको उसी एसपीई माध्यम में आयन एक्सचेंज और उलट चरण प्रतिधारण तंत्र का उपयोग करने की अनुमति देते हैं) ).

आयन एक्सचेंज तंत्र को नियोजित करते समय ध्यान में रखने वाला एक महत्वपूर्ण अंतर विश्लेषक की चार्ज स्थिति की प्रकृति है। यदि विश्लेषणकर्ता को हमेशा चार्ज किया जाता है, चाहे वह घोल के पीएच की परवाह किए बिना हो, तो इसे "मजबूत" प्रजाति माना जाता है। यदि विश्लेषक को केवल कुछ पीएच शर्तों के तहत चार्ज किया जाता है, तो इसे "कमजोर" प्रजाति माना जाता है। यह आपके विश्लेषणों के बारे में समझने के लिए एक महत्वपूर्ण विशेषता है क्योंकि यह निर्धारित करेगा कि किस प्रकार के एसपीई मीडिया का उपयोग करना है। सामान्य शब्दों में, विरोधियों के एक साथ चलने के बारे में सोचने से यहां मदद मिलेगी। एक कमजोर आयन एक्सचेंज एसपीई सॉर्बेंट को "मजबूत" प्रजाति के साथ और एक मजबूत आयन एक्सचेंज सॉर्बेंट को "कमजोर" विश्लेषण के साथ जोड़ने की सलाह दी जाती है।