SPE существует уже несколько десятилетий, и не зря. Когда ученые хотят удалить фоновые компоненты из своих образцов, они сталкиваются с проблемой сделать это, не снижая при этом своей способности точно и точно определять наличие и количество интересующего соединения. ТФЭ — это один из методов, который ученые часто используют, чтобы подготовить образцы для чувствительного оборудования, используемого для количественного анализа. ТФЭ надежен, работает с широким спектром типов проб, а новые продукты и методы ТФЭ продолжают разрабатываться. В основе разработки этих методов лежит понимание того, что хотя слово «хроматография» не встречается в названии метода, ТФЭ, тем не менее, является формой хроматографического разделения.

SPE: Тихая хроматография

Есть старая поговорка: «Если дерево падает в лесу, и никто этого не слышит, оно все равно издает звук?» Эта поговорка напоминает нам об SPE. Это может показаться странным, но когда мы думаем о ТФЭ, возникает вопрос: «Если разделение имеет место и нет детектора, который мог бы его зарегистрировать, действительно ли существовала хроматография?» В случае с SPE ответом будет громкое «да!» При разработке или устранении неисправностей метода ТФЭ очень полезно помнить, что ТФЭ — это просто хроматография без хроматограммы. Если задуматься, разве Михаил Цвет, известный как «отец хроматографии», не занимался тем, что мы сегодня называем «SPE»? Когда он разделял свои смеси растительных пигментов, позволяя гравитации переносить их, растворенные в растворителе, через слой измельченного мела, сильно ли это отличалось от современного метода ТФЭ?

Понимание вашего образца

Поскольку ТФЭ основан на хроматографических принципах, в основе каждого хорошего метода ТФЭ лежит соотношение между аналитами, матрицей, неподвижной фазой (сорбент ТФЭ) и подвижной фазой (растворители, используемые для промывки или элюирования пробы). .

Если вам нужно разработать или устранить неполадки метода ТФЭ, лучше всего начать с максимально глубокого понимания природы вашего образца. Чтобы избежать ненужных проб и ошибок при разработке метода, очень полезно описать физические и химические свойства аналитов и матрицы. Как только вы узнаете о своем образце, у вас будет больше возможностей сопоставить этот образец с подходящим продуктом SPE. Например, знание относительной полярности аналитов по сравнению друг с другом и матрицей может помочь вам решить, является ли использование полярности для отделения аналитов от матрицы правильным подходом. Знание того, являются ли ваши аналиты нейтральными или могут существовать в заряженном состоянии, также может помочь вам выбрать продукты SPE, которые специализируются на удержании или элюировании нейтральных, положительно заряженных или отрицательно заряженных частиц. Эти две концепции представляют собой два наиболее часто используемых свойства аналитов, которые можно использовать при разработке методов ТФЭ и выборе продуктов ТФЭ. Если вы можете описать аналиты и основные компоненты матрицы в этих терминах, вы находитесь на пути к выбору хорошего направления для разработки вашего метода ТФЭ.

Разделение по родству

Например, принципы, определяющие разделение, происходящее внутри колонки ЖХ, действуют и при разделении ТФЭ. В основе любого хроматографического разделения лежит создание системы, которая имеет различную степень взаимодействия между компонентами пробы и двумя фазами, присутствующими в колонке или картридже для ТФЭ, подвижной фазой и неподвижной фазой.

Одним из первых шагов к тому, чтобы чувствовать себя комфортно при разработке метода ТФЭ, является знакомство с двумя наиболее часто встречающимися типами взаимодействий, используемых при разделении ТФЭ: полярностью и/или зарядовым состоянием.

Полярность

Если вы собираетесь использовать полярность для очистки образца, первое, что вам нужно сделать, — это решить, какой «режим» лучше всего. Лучше всего работать с относительно полярной средой ТФЭ и относительно неполярной подвижной фазой (т.е. с нормальным режимом) или, наоборот, с относительно неполярной средой ТФЭ в сочетании с относительно полярной подвижной фазой (т.е. с обращенной модой, названной так только потому, что она противоположна изначально установленного «нормального режима»).

Изучая продукцию SPE, вы обнаружите, что фазы SPE существуют в различных полярностях. Более того, выбор растворителя подвижной фазы также предполагает широкий диапазон полярностей, часто легко настраиваемых за счет использования смесей растворителей, буферов или других добавок. Существует большая степень утонченности при использовании различий в полярности в качестве ключевой характеристики, которую можно использовать для отделения аналитов от матричных помех (или друг от друга).

Просто помните старую химическую поговорку «подобное растворяется в подобном», когда вы рассматриваете полярность как движущую силу разделения. Чем больше соединение похоже на полярность подвижной или неподвижной фазы, тем больше вероятность того, что оно будет сильнее взаимодействовать. Более сильное взаимодействие с неподвижной фазой приводит к более длительному удерживанию на среде ТФЭ. Сильное взаимодействие с подвижной фазой приводит к меньшему удерживанию и более раннему элюированию.

Состояние заряда

Если интересующие аналиты либо всегда существуют в заряженном состоянии, либо могут быть переведены в заряженное состояние в зависимости от условий раствора, в котором они растворены (например, pH), то существует другой мощный способ отделения их от матрицы (или каждого другие) – это использование средств массовой информации SPE, которые могут привлечь их за отдельную плату.

В этом случае действуют классические правила электростатического притяжения. В отличие от разделения, основанного на характеристиках полярности и модели взаимодействий «подобное растворяется подобное», взаимодействия в заряженных состояниях действуют по правилу «противоположности притягиваются». Например, у вас может быть среда ТФЭ, имеющая положительный заряд на поверхности. Чтобы сбалансировать эту положительно заряженную поверхность, обычно с ней изначально связано отрицательно заряженное вещество (анион). Если ваш отрицательно заряженный аналит вводится в систему, он способен вытеснять первоначально связанный анион и взаимодействовать с положительно заряженной поверхностью ТФЭ. Это приводит к удержанию аналита на фазе ТФЭ. Такая замена анионов называется «анионным обменом» и является лишь одним примером более широкой категории «ионообменных» продуктов SPE. В этом примере положительно заряженные виды будут иметь сильный стимул оставаться в подвижной фазе и не взаимодействовать с положительно заряженной поверхностью SPE, поэтому они не будут сохраняться. И, если бы поверхность ТФЭ не имела других характеристик помимо ионообменных свойств, нейтральные частицы также сохранялись бы минимально (хотя такие смешанные продукты ТФЭ существуют, что позволяет использовать механизмы ионного обмена и обращенно-фазового удержания в одной и той же среде ТФЭ). ).

Важным различием, которое следует учитывать при использовании механизмов ионного обмена, является природа зарядового состояния аналита. Если аналит всегда заряжен, независимо от pH раствора, в котором он находится, он считается «сильным». Если аналит заряжается только при определенных условиях pH, он считается «слабым». Это важная характеристика ваших аналитов, поскольку она определяет, какой тип среды для ТФЭ использовать. В общем, здесь поможет размышление о сочетании противоположностей. Целесообразно сочетать слабый ионообменный сорбент ТФЭ с «сильным» веществом, а сильный ионообменный сорбент со «слабым» аналитом.