SPE telah ada selama beberapa dekade, dan untuk alasan yang bagus. Ketika para ilmuwan ingin menghapus komponen latar belakang dari sampel mereka, mereka dihadapkan pada tantangan untuk melakukannya tanpa mengurangi kemampuan mereka untuk secara akurat dan tepat menentukan keberadaan dan kuantitas senyawa yang mereka minati. SPE adalah salah satu teknik yang sering digunakan para ilmuwan untuk membantu menyiapkan sampel mereka untuk instrumentasi sensitif yang digunakan untuk analisis kuantitatif. SPE kuat, dapat digunakan untuk beragam jenis sampel, dan produk serta metode SPE baru terus dikembangkan. Inti dari pengembangan metode tersebut adalah apresiasi bahwa meskipun kata “kromatografi” tidak muncul dalam nama tekniknya, SPE tetap merupakan suatu bentuk pemisahan kromatografi.

SPE: Kromatografi Senyap

Ada pepatah lama yang mengatakan “jika pohon tumbang di hutan, dan tidak ada orang di sekitar yang mendengarnya, apakah masih mengeluarkan suara?” Pepatah itu mengingatkan kita pada SPE. Mungkin terdengar aneh untuk dikatakan, namun ketika kita memikirkan SPE, pertanyaannya adalah “jika pemisahan terjadi dan tidak ada detektor yang mencatatnya, apakah kromatografi benar-benar terjadi?” Dalam kasus SPE, jawabannya adalah “ya!” Saat mengembangkan atau memecahkan masalah metode SPE, akan sangat membantu jika mengingat bahwa SPE hanyalah kromatografi tanpa kromatogram. Jika dipikir-pikir, bukankah Mikhail Tsvet, yang dikenal sebagai “bapak kromatografi”, melakukan apa yang kita sebut “SPE” saat ini? Ketika ia memisahkan campuran pigmen tumbuhan dengan membiarkan gravitasi membawanya, yang dilarutkan dalam pelarut, melalui lapisan kapur, apakah ini jauh berbeda dengan metode SPE modern?

Memahami Sampel Anda

Karena SPE didasarkan pada prinsip kromatografi, inti dari setiap metode SPE yang baik adalah hubungan antara analit, matriks, fase diam (sorben SPE), dan fase gerak (pelarut yang digunakan untuk mencuci atau mengelusi sampel) .

Memahami sifat sampel Anda sebanyak mungkin adalah awal terbaik jika Anda harus mengembangkan atau memecahkan masalah metode SPE. Untuk menghindari percobaan dan kesalahan yang tidak perlu selama pengembangan metode, deskripsi sifat fisik dan kimia analit dan matriks Anda sangat membantu. Setelah Anda mengetahui sampel Anda, Anda akan berada dalam posisi yang lebih baik untuk mencocokkan sampel tersebut dengan produk SPE yang sesuai. Misalnya, mengetahui polaritas relatif analit dibandingkan satu sama lain dan matriks dapat membantu Anda memutuskan apakah menggunakan polaritas untuk memisahkan analit dari matriks merupakan pendekatan yang tepat. Mengetahui apakah analit Anda netral atau dapat berada dalam keadaan bermuatan juga dapat membantu mengarahkan Anda ke produk SPE yang khusus mempertahankan atau mengelusi spesies netral, bermuatan positif, atau bermuatan negatif. Kedua konsep ini mewakili dua sifat analit yang paling umum digunakan ketika mengembangkan metode SPE dan memilih produk SPE. Jika Anda dapat mendeskripsikan analit dan komponen matriks yang menonjol dalam istilah ini, Anda sudah siap untuk memilih arah yang baik untuk pengembangan metode SPE Anda.

Pemisahan berdasarkan Afinitas

Prinsip-prinsip yang menentukan pemisahan yang terjadi dalam kolom LC, misalnya, berperan dalam pemisahan SPE. Dasar dari setiap pemisahan kromatografi adalah membangun sistem yang memiliki tingkat interaksi yang berbeda-beda antara komponen sampel dan dua fase yang ada dalam kolom atau kartrid SPE, fase gerak dan fase diam.

Salah satu langkah pertama untuk merasa nyaman dengan pengembangan metode SPE adalah dengan memahami dua jenis interaksi yang paling umum ditemui dalam pemisahan SPE: polaritas dan/atau keadaan muatan.

Polaritas

Jika Anda akan menggunakan polaritas untuk membersihkan sampel Anda, salah satu pilihan pertama yang harus Anda buat adalah memutuskan “mode” apa yang terbaik. Yang terbaik adalah bekerja dengan media SPE yang relatif polar dan fase gerak yang relatif nonpolar (yaitu mode normal) atau sebaliknya, media SPE yang relatif nonpolar digabungkan dengan fase gerak yang relatif polar (yaitu mode terbalik, dinamakan demikian hanya karena kebalikannya dari “mode normal” yang awalnya ditetapkan).

Saat Anda menjelajahi produk SPE, Anda akan menemukan bahwa fase SPE ada dalam berbagai polaritas. Selain itu, pilihan pelarut fase gerak juga menawarkan beragam polaritas, seringkali sangat dapat disesuaikan melalui penggunaan campuran pelarut, buffer, atau bahan tambahan lainnya. Ada kemungkinan tingkat kemahiran yang tinggi ketika menggunakan perbedaan polaritas sebagai karakteristik utama yang dapat dieksploitasi untuk memisahkan analit Anda dari gangguan matriks (atau dari satu sama lain).

Ingatlah pepatah kimia lama “seperti larut seperti” ketika Anda mempertimbangkan polaritas sebagai pendorong pemisahan. Semakin mirip suatu senyawa dengan polaritas fase gerak atau fase diam, semakin besar kemungkinan senyawa tersebut berinteraksi lebih kuat. Interaksi yang lebih kuat dengan fase diam menyebabkan retensi yang lebih lama pada media SPE. Interaksi yang kuat dengan fase gerak menyebabkan berkurangnya retensi dan elusi yang lebih awal.

Negara Biaya

Jika analit yang diteliti selalu berada dalam keadaan bermuatan atau dapat menjadi bermuatan karena kondisi larutan dimana analit tersebut dilarutkan (misalnya pH), maka ada cara lain yang ampuh untuk memisahkannya dari matriks (atau masing-masing analit). lainnya) adalah melalui penggunaan media SPE yang dapat menarik mereka dengan muatan tersendiri.

Dalam hal ini, berlaku aturan tarik-menarik elektrostatis klasik. Tidak seperti pemisahan yang mengandalkan karakteristik polaritas dan model interaksi “serupa larut serupa”, interaksi keadaan bermuatan beroperasi berdasarkan aturan “tarikan yang berlawanan”. Misalnya, Anda mungkin memiliki media SPE yang memiliki muatan positif pada permukaannya. Untuk menyeimbangkan permukaan yang bermuatan positif, biasanya ada spesies bermuatan negatif (anion) yang awalnya terikat padanya. Jika analit bermuatan negatif dimasukkan ke dalam sistem, analit tersebut mempunyai kemampuan menggantikan anion yang awalnya terikat dan berinteraksi dengan permukaan SPE yang bermuatan positif. Hal ini menyebabkan retensi analit pada fase SPE. Pertukaran anion ini disebut “Anion Exchange” dan hanyalah salah satu contoh dari kategori produk SPE “Ion Exchange” yang lebih luas. Dalam contoh ini, spesies yang bermuatan positif akan memiliki insentif yang kuat untuk tetap berada dalam fase gerak dan tidak berinteraksi dengan permukaan SPE yang bermuatan positif, sehingga spesies tersebut tidak akan tertahan. Dan, kecuali permukaan SPE memiliki karakteristik lain selain sifat pertukaran ionnya, spesies netral juga akan dipertahankan secara minimal (walaupun, produk SPE campuran tersebut memang ada, memungkinkan Anda untuk memanfaatkan mekanisme pertukaran ion dan retensi fase terbalik dalam media SPE yang sama. ).

Perbedaan penting yang perlu diingat ketika menggunakan mekanisme pertukaran ion adalah sifat keadaan muatan analit. Jika analit selalu bermuatan, berapapun pH larutannya, maka analit tersebut dianggap sebagai spesies “kuat”. Jika analit hanya diisi pada kondisi pH tertentu, maka analit dianggap sebagai spesies “lemah”. Ini adalah karakteristik yang penting untuk dipahami tentang analit Anda karena ini akan menentukan jenis media SPE yang akan digunakan. Secara umum, memikirkan hal-hal yang berlawanan untuk berjalan bersama akan membantu dalam hal ini. Dianjurkan untuk memasangkan sorben SPE penukar ion lemah dengan spesies “kuat” dan sorben penukar ion kuat dengan analit “lemah”.