A SPE existe há décadas e por boas razões. Quando os cientistas desejam remover componentes de fundo de suas amostras, eles enfrentam o desafio de fazê-lo sem reduzir sua capacidade de determinar com precisão a presença e a quantidade de seu composto de interesse. SPE é uma técnica que os cientistas costumam usar para ajudar a preparar suas amostras para a instrumentação sensível usada para análises quantitativas. O SPE é robusto, funciona para uma ampla variedade de tipos de amostras e novos produtos e métodos de SPE continuam a ser desenvolvidos. No cerne do desenvolvimento desses métodos está a compreensão de que, embora a palavra “cromatografia” não apareça no nome da técnica, a SPE é, ainda assim, uma forma de separação cromatográfica.

SPE: A Cromatografia Silenciosa

Há um velho ditado que diz “se uma árvore cai em uma floresta e ninguém está por perto para ouvir, ela ainda faz barulho?” Esse ditado nos lembra a SPE. Pode parecer estranho dizer isso, mas quando pensamos em SPE, a questão é “se ocorre uma separação e não há nenhum detector para registrá-la, a cromatografia realmente aconteceu?” No caso da SPE, a resposta é um sonoro “sim!” Ao desenvolver ou solucionar problemas de um método SPE, pode ser muito útil lembrar que SPE é apenas cromatografia sem cromatograma. Pensando bem, Mikhail Tsvet, conhecido como “o pai da cromatografia”, não estava fazendo o que hoje chamaríamos de “SPE”? Quando ele separou suas misturas de pigmentos vegetais, deixando a gravidade transportá-los, dissolvidos em um solvente, através de uma camada de giz moído, foi muito diferente de um método SPE moderno?

Compreendendo sua amostra

Como o SPE é baseado em princípios cromatográficos, no centro de todo bom método de SPE está a relação entre os analitos, a matriz, a fase estacionária (o sorvente do SPE) e a fase móvel (os solventes usados ​​para lavar ou eluir a amostra) .

Compreender ao máximo a natureza da sua amostra é o melhor ponto de partida se você precisar desenvolver ou solucionar problemas de um método SPE. Para evitar tentativas e erros desnecessários durante o desenvolvimento do método, as descrições das propriedades físicas e químicas dos analitos e da matriz são muito úteis. Depois de conhecer sua amostra, você estará em melhor posição para combiná-la com um produto SPE apropriado. Por exemplo, conhecer a polaridade relativa dos analitos em comparação entre si e a matriz pode ajudá-lo a decidir se usar a polaridade para separar os analitos da matriz é a abordagem correta. Saber se seus analitos são neutros ou podem existir em estados carregados também pode ajudar a direcioná-lo para produtos SPE especializados em reter ou eluir espécies neutras, com carga positiva ou com carga negativa. Esses dois conceitos representam duas das propriedades do analito mais comumente usadas para aproveitar ao desenvolver métodos de SPE e selecionar produtos de SPE. Se você puder descrever seus analitos e os componentes proeminentes da matriz nesses termos, você estará no caminho certo para escolher uma boa direção para o desenvolvimento do seu método SPE.

Separação por afinidade

Os princípios que definem as separações que ocorrem dentro de uma coluna LC, por exemplo, estão em jogo numa separação SPE. A base de qualquer separação cromatográfica é estabelecer um sistema que possua vários graus de interação entre os componentes da amostra e as duas fases presentes na coluna ou cartucho SPE, a fase móvel e a fase estacionária.

Um dos primeiros passos para se sentir confortável com o desenvolvimento do método SPE é ter familiaridade com os dois tipos de interações mais comumente encontrados empregados na separação SPE: polaridade e/ou estado de carga.

Polaridade

Se você for usar a polaridade para limpar sua amostra, uma das primeiras escolhas que você terá que fazer é decidir qual “modo” é melhor. É melhor trabalhar com um meio SPE relativamente polar e uma fase móvel relativamente apolar (ou seja, modo normal) ou o oposto, um meio SPE relativamente apolar acoplado a uma fase móvel relativamente polar (ou seja, modo reverso, assim chamado apenas porque é o oposto). do “modo normal” inicialmente estabelecido).

Ao explorar os produtos SPE, você descobrirá que as fases do SPE existem em uma variedade de polaridades. Além disso, a escolha do solvente da fase móvel também oferece uma ampla gama de polaridades, muitas vezes muito ajustáveis ​​através do uso de misturas de solventes, tampões ou outros aditivos. Há um grande grau de sutileza possível ao usar diferenças de polaridade como a principal característica a ser explorada para separar seus analitos das interferências da matriz (ou umas das outras).

Basta ter em mente o velho ditado da química “semelhante dissolve semelhante” quando estiver considerando a polaridade como o motivador da separação. Quanto mais parecido um composto for com a polaridade de uma fase móvel ou estacionária, maior será a probabilidade de ele interagir mais fortemente. Interações mais fortes com a fase estacionária levam a retenções mais longas no meio SPE. Fortes interações com a fase móvel levam a menos retenção e eluição mais precoce.

Estado de carga

Se os analitos de interesse sempre existirem em um estado carregado ou puderem ser colocados em um estado carregado pelas condições da solução em que são dissolvidos (por exemplo, pH), então outro meio poderoso de separá-los da matriz (ou cada outro) é através do uso de meios de SPE que podem atraí-los com uma carga própria.

Neste caso, aplicam-se as regras clássicas de atração eletrostática. Ao contrário das separações que dependem de características de polaridade e do modelo de interações “semelhante dissolve semelhante”, as interações de estado carregado operam com base na regra de “os opostos se atraem”. Por exemplo, você pode ter um meio SPE com carga positiva em sua superfície. Para equilibrar essa superfície carregada positivamente, normalmente existe uma espécie carregada negativamente (um ânion) inicialmente ligada a ela. Se o seu analito carregado negativamente for introduzido no sistema, ele terá a capacidade de deslocar o ânion inicialmente ligado e interagir com a superfície SPE carregada positivamente. Isto resulta na retenção do analito na fase SPE. Essa troca de ânions é chamada de “troca aniônica” e é apenas um exemplo da categoria mais ampla de produtos SPE de “troca iônica”. Neste exemplo, as espécies carregadas positivamente teriam um forte incentivo para permanecer na fase móvel e não interagir com a superfície do SPE carregada positivamente, portanto não seriam retidas. E, a menos que a superfície do SPE tivesse outras características além de suas propriedades de troca iônica, as espécies neutras também seriam minimamente retidas (embora existam tais produtos misturados de SPE, permitindo a utilização de mecanismos de troca iônica e retenção de fase reversa no mesmo meio SPE ).

Uma distinção importante a ter em mente ao empregar mecanismos de troca iônica é a natureza do estado de carga do analito. Se o analito estiver sempre carregado, independente do pH da solução em que se encontra, ele é considerado uma espécie “forte”. Se o analito for carregado apenas sob certas condições de pH, ele é considerado uma espécie “fraca”. Essa é uma característica importante a ser entendida sobre seus analitos porque determinará qual tipo de meio SPE usar. Em termos gerais, pensar que os opostos andam juntos ajudará aqui. É aconselhável emparelhar um sorvente SPE de troca iônica fraca com uma espécie “forte” e um sorvente de troca iônica forte com um analito “fraco”.