SPE는 수십 년 동안 존재해 왔으며 그럴 만한 이유가 있습니다. 과학자들이 샘플에서 배경 구성 요소를 제거하려고 할 때 관심 화합물의 존재와 양을 정확하고 정밀하게 결정하는 능력을 저하시키지 않으면서 이를 수행해야 하는 과제에 직면하게 됩니다. SPE는 과학자들이 정량 분석에 사용되는 민감한 장비를 위한 샘플 준비를 돕기 위해 자주 사용하는 기술 중 하나입니다. SPE는 강력하고 다양한 시료 유형에 적합하며 새로운 SPE 제품과 방법이 계속 개발되고 있습니다. 이러한 방법을 개발하는 핵심에는 기술 이름에 "크로마토그래피"라는 단어가 나타나지 않더라도 SPE가 크로마토그래피 분리의 한 형태라는 인식이 있습니다.

SPE: 자동 크로마토그래피

“숲에 나무가 쓰러졌는데 주변에 그 소리를 들어주는 사람이 없어도 여전히 소리가 나는가?”라는 옛말이 있습니다. 이 말은 우리에게 SPE를 생각나게 합니다. 말하는 것이 이상하게 들릴 수도 있지만 SPE를 생각할 때 "분리가 발생하고 이를 기록할 검출기가 없다면 크로마토그래피가 실제로 발생했는가?"라는 질문이 생깁니다. SPE의 경우 대답은 "그렇습니다!"입니다. SPE 방법을 개발하거나 문제를 해결할 때 SPE는 크로마토그램이 없는 크로마토그래피일 뿐이라는 점을 기억하는 것이 매우 도움이 될 수 있습니다. 생각해 보면, 오늘날 우리가 “SPE”라고 부르는 일을 하고 있는 것이 “크로마토그래피의 아버지”로 알려진 Mikhail Tsvet이 아니었나요? 그가 식물 색소 혼합물을 중력에 의해 용매에 용해시켜 분쇄된 분필층을 통해 분리했을 때, 이것이 현대 SPE 방법과 그렇게 많이 달랐습니까?

샘플 이해

SPE는 크로마토그래피 원리를 기반으로 하기 때문에 모든 우수한 SPE 방법의 핵심은 분석물, 매트릭스, 고정상(SPE 흡착제) 및 이동상(시료를 세척하거나 용출하는 데 사용되는 용매) 간의 관계입니다. .

SPE 방법을 개발하거나 문제를 해결해야 하는 경우 샘플의 특성을 최대한 이해하는 것이 가장 좋은 출발점입니다. 분석법 개발 중 불필요한 시행착오를 방지하려면 분석 물질과 매트릭스 모두의 물리적, 화학적 특성에 대한 설명이 매우 유용합니다. 샘플에 대해 알게 되면 해당 샘플을 적절한 SPE 제품과 일치시킬 수 있는 더 나은 위치에 있게 됩니다. 예를 들어, 분석물질과 매트릭스를 서로 비교하여 상대적인 극성을 알면 극성을 사용하여 매트릭스에서 분석물질을 분리하는 것이 올바른 접근 방식인지 결정하는 데 도움이 될 수 있습니다. 분석물이 중성인지 또는 하전 상태로 존재할 수 있는지 여부를 알면 중성, 양전하 또는 음전하 종을 유지하거나 용리하는 데 특화된 SPE 제품을 찾는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 두 가지 개념은 SPE 방법을 개발하고 SPE 제품을 선택할 때 활용하기 위해 가장 일반적으로 사용되는 두 가지 분석 물질 특성을 나타냅니다. 분석물과 주요 매트릭스 구성 요소를 이러한 용어로 설명할 수 있다면 SPE 분석법 개발을 위한 좋은 방향을 선택하는 길에 있는 것입니다.

선호도별 분리

예를 들어, LC 컬럼 내에서 발생하는 분리를 정의하는 원리는 SPE 분리에 적용됩니다. 모든 크로마토그래피 분리의 기초는 시료 성분과 컬럼 또는 SPE 카트리지에 존재하는 두 상, 이동상 및 고정상 사이에 다양한 정도의 상호 작용을 갖는 시스템을 확립하는 것입니다.

SPE 분석법 개발에 편안함을 느끼기 위한 첫 번째 단계 중 하나는 SPE 분리에 사용되는 가장 일반적으로 발생하는 두 가지 상호 작용 유형인 극성 및/또는 전하 상태를 숙지하는 것입니다.

극성

샘플을 정리하기 위해 극성을 사용하려는 경우 가장 먼저 해야 할 선택 중 하나는 어떤 "모드"가 가장 좋은지 결정하는 것입니다. 상대적으로 극성인 SPE 매질과 상대적으로 비극성인 이동상(즉, 일반 모드)을 사용하거나 그 반대인 상대적으로 비극성인 SPE 매질을 상대적으로 극성인 이동상(즉, 역방향 모드)과 결합하여 작업하는 것이 가장 좋습니다. 처음 설정된 "일반 모드"의 경우).

SPE 제품을 살펴보면서 SPE 위상이 다양한 극성으로 존재한다는 것을 알게 될 것입니다. 더욱이, 이동상 용매를 선택하면 극성이 다양해지며, 종종 용매, 완충제 또는 기타 첨가제의 혼합을 사용하여 매우 조정이 가능합니다. 분석물을 매트릭스 간섭(또는 서로)으로부터 분리하기 위해 활용하는 핵심 특성으로 극성 차이를 사용할 때 상당한 수준의 정교함이 가능합니다.

분리의 동인으로 극성을 고려할 때 "처럼 용해되는 것"이라는 오래된 화학 속담을 명심하십시오. 화합물이 이동상 또는 고정상의 극성과 유사할수록 더 강하게 상호작용할 가능성이 높아집니다. 고정상과의 상호작용이 강할수록 SPE 배지에 머무는 시간이 길어집니다. 이동상과의 강력한 상호작용으로 머무름 현상이 줄어들고 더 빠른 용출이 가능합니다.

충전 상태

관심 분석물이 항상 전하 상태로 존재하거나 용해된 용액의 조건(예: pH)에 따라 전하 상태가 될 수 있는 경우 이를 매트릭스(또는 각 분석물)에서 분리하는 또 다른 강력한 방법이 있습니다. 기타) 자체적인 요금으로 그들을 끌어들일 수 있는 SPE 미디어를 사용하는 것입니다.

이 경우에는 고전적인 정전기 인력 규칙이 적용됩니다. 극성 특성에 의존하는 분리와 "같은 용해" 상호 작용 모델과 달리, 충전 상태 상호 작용은 "반대 매력"의 규칙에 따라 작동합니다. 예를 들어, 표면에 양전하를 띠는 SPE 매체가 있을 수 있습니다. 양전하를 띤 표면의 균형을 맞추기 위해 일반적으로 처음에는 음전하를 띤 종(음이온)이 표면에 결합되어 있습니다. 음전하를 띤 분석물질이 시스템에 유입되면 처음에 결합된 음이온을 대체하고 양전하를 띤 SPE 표면과 상호작용하는 능력을 갖게 됩니다. 이로 인해 SPE 상에 분석물질이 머무릅니다. 이러한 음이온 교환을 "음이온 교환"이라고 하며 이는 "이온 교환" SPE 제품의 광범위한 범주 중 하나일 뿐입니다. 이 예에서 양전하를 띤 종은 이동상에 머무르고 양전하를 띤 SPE 표면과 상호작용하지 않으려는 강력한 인센티브를 갖게 되므로 유지되지 않습니다. 그리고 SPE 표면에 이온 교환 특성 외에 다른 특성이 없는 한 중성 종도 최소한으로 유지됩니다(그러나 이러한 혼합 SPE 제품이 존재하기 때문에 동일한 SPE 매질에서 이온 교환 및 역상 유지 메커니즘을 활용할 수 있음). ).

이온 교환 메커니즘을 사용할 때 염두에 두어야 할 중요한 차이점은 분석물의 전하 상태의 특성입니다. 분석물이 포함된 용액의 pH에 ​​관계없이 항상 전하를 띠는 경우 "강한" 종으로 간주됩니다. 분석물이 특정 pH 조건에서만 충전되는 경우 "약한" 종으로 간주됩니다. 이는 사용할 SPE 매체 유형을 결정하므로 분석물에 대해 이해하는 데 중요한 특성입니다. 일반적으로, 반대되는 것들이 함께 가는 것에 대해 생각하는 것이 여기서 도움이 될 것입니다. 약한 이온 교환 SPE 흡착제는 "강한" 종과 짝을 이루고, 강한 이온 교환 흡착제는 "약한" 분석물질과 짝을 이루는 것이 좋습니다.