SPE existuje už desaťročia a má na to dobrý dôvod. Keď chcú vedci zo svojich vzoriek odstrániť zložky pozadia, čelia výzve, ako to urobiť bez zníženia ich schopnosti presne a presne určiť prítomnosť a množstvo zlúčeniny, o ktorú majú záujem. SPE je jedna z techník, ktorú vedci často používajú na pomoc pri príprave vzoriek na citlivé prístroje používané na kvantitatívnu analýzu. SPE je robustný, funguje pre širokú škálu typov vzoriek a stále sa vyvíjajú nové produkty a metódy SPE. Jadrom vývoja týchto metód je uznanie, že aj keď sa slovo „chromatografia“ neobjavuje v názve techniky, SPE je napriek tomu formou chromatografickej separácie.

SPE: Tichá chromatografia

Existuje staré príslovie: „Ak strom spadne v lese a nikto nie je nablízku, aby ho počul, vydáva ešte zvuk? Toto príslovie nám pripomína SPE. Môže sa to zdať zvláštne, ale keď premýšľame o SPE, otázka znie: „Ak dôjde k separácii a nie je tam žiadny detektor, ktorý by to zaznamenal, naozaj sa chromatografia stala? V prípade SPE je odpoveďou jasné „áno!“ Pri vývoji alebo odstraňovaní porúch metódy SPE môže byť veľmi užitočné pamätať na to, že SPE je len chromatografia bez chromatogramu. Keď sa nad tým zamyslíte, nerobil Michail Tsvet, známy ako „otec chromatografie“, to, čo by sme dnes nazvali „SPE“? Keď oddelil svoje zmesi rastlinných pigmentov tak, že ich nechal prenášať gravitáciou rozpustené v rozpúšťadle cez vrstvu rozomletej kriedy, bolo to také iné ako moderná metóda SPE?

Pochopenie vašej vzorky

Keďže SPE je založená na chromatografických princípoch, jadrom každej dobrej metódy SPE je vzťah medzi analytmi, matricou, stacionárnou fázou (sorbent SPE) a mobilnou fázou (rozpúšťadlá používané na premývanie alebo elúciu vzorky) .

Ak musíte vyvinúť metódu SPE alebo odstraňovať problémy s ňou, je najlepším miestom na začatie čo najviac porozumieť povahe vašej vzorky. Aby ste sa vyhli zbytočným pokusom a omylom počas vývoja metódy, veľmi užitočné sú popisy fyzikálnych a chemických vlastností vašich analytov a matrice. Keď budete vedieť o svojej vzorke, budete mať lepšiu pozíciu na to, aby ste ju priradili k vhodnému produktu SPE. Napríklad znalosť relatívnej polarity analytov v porovnaní medzi sebou a matricou vám môže pomôcť rozhodnúť sa, či je použitie polarity na oddelenie analytov od matrice tým správnym prístupom. Vedieť, či sú vaše analyty neutrálne alebo môžu existovať v nabitých stavoch, vám tiež môže pomôcť nasmerovať vás na produkty SPE, ktoré sa špecializujú na zadržiavanie alebo elúciu neutrálnych, kladne nabitých alebo záporne nabitých druhov. Tieto dva koncepty predstavujú dve z najčastejšie používaných vlastností analytu, ktoré je možné využiť pri vývoji metód SPE a výbere produktov SPE. Ak dokážete opísať svoje analyty a významné zložky matrice týmito pojmami, ste na dobrej ceste k výberu dobrého smeru vývoja vašej metódy SPE.

Separácia podľa afinity

Princípy, ktoré definujú separácie, ktoré sa vyskytujú napríklad v LC kolóne, sú v hre pri separácii SPE. Základom každej chromatografickej separácie je vytvorenie systému, ktorý má rôzne stupne interakcie medzi zložkami vzorky a dvoma fázami prítomnými v kolóne alebo SPE kazete, mobilnou fázou a stacionárnou fázou.

Jedným z prvých krokov k tomu, aby ste sa cítili pohodlne pri vývoji metódy SPE, je oboznámenie sa s dvoma najčastejšie sa vyskytujúcimi typmi interakcií používaných pri separácii SPE: polarita a/alebo stav nabitia.

Polarita

Ak sa chystáte použiť polaritu na čistenie vzorky, jednou z prvých možností, ktoré musíte urobiť, je rozhodnúť sa, ktorý „režim“ je najlepší. Najlepšie je pracovať s relatívne polárnym SPE médiom a relatívne nepolárnou mobilnou fázou (tj normálny režim) alebo opačným, relatívne nepolárnym SPE médiom spojeným s relatívne polárnou mobilnou fázou (tj reverzný režim, nazývaný len preto, že je opačný). pôvodne zavedeného „normálneho režimu“).

Pri skúmaní produktov SPE zistíte, že fázy SPE existujú v rôznych polaritách. Okrem toho výber rozpúšťadla mobilnej fázy tiež ponúka široký rozsah polarít, často veľmi upraviteľných pomocou zmesí rozpúšťadiel, pufrov alebo iných prísad. Pri použití rozdielov v polarite ako kľúčovej charakteristiky, ktorú treba využiť na oddelenie vašich analytov od matricových interferencií (alebo od seba navzájom), je možný veľký stupeň jemnosti.

Len majte na pamäti staré chemické príslovie „ako sa rozpúšťa ako“, keď uvažujete o polarite ako o hybnej sile separácie. Čím je zlúčenina podobná polarite mobilnej alebo stacionárnej fázy, tým je pravdepodobnejšie, že bude silnejšie interagovať. Silnejšie interakcie so stacionárnou fázou vedú k dlhším retenciám na médiu SPE. Silné interakcie s mobilnou fázou vedú k menšej retencii a skoršej elúcii.

Stav nabitia

Ak sledované analyty buď vždy existujú v nabitom stave, alebo sa dajú uviesť do nabitého stavu v dôsledku podmienok roztoku, v ktorom sú rozpustené (napr. pH), potom ďalší účinný prostriedok na ich oddelenie od matrice (alebo každého iné) je prostredníctvom použitia médií SPE, ktoré ich môžu prilákať vlastným nábojom.

V tomto prípade platia klasické pravidlá elektrostatickej príťažlivosti. Na rozdiel od separácií, ktoré sa spoliehajú na charakteristiky polarity a model interakcií „podobné sa rozpúšťa ako“, interakcie nabitého stavu fungujú podľa pravidla „protiklady sa priťahujú“. Môžete mať napríklad médium SPE, ktoré má na svojom povrchu kladný náboj. Aby sa vyrovnal tento kladne nabitý povrch, na začiatku je naň zvyčajne naviazaný záporne nabitý druh (anión). Ak je váš negatívne nabitý analyt zavedený do systému, má schopnosť vytesniť pôvodne viazaný anión a interagovať s pozitívne nabitým povrchom SPE. To vedie k retencii analytu na SPE fáze. Táto výmena aniónov sa nazýva „Anion Exchange“ a je len jedným príkladom zo širšej kategórie produktov SPE „Ion Exchange“. V tomto príklade by pozitívne nabité druhy mali silnú motiváciu zostať v mobilnej fáze a neinteragovať s pozitívne nabitým povrchom SPE, takže by sa nezadržali. A pokiaľ by povrch SPE nemal okrem svojich iónomeničových vlastností aj iné vlastnosti, neutrálne druhy by sa tiež minimálne zachovali (hoci takéto zmiešané produkty SPE existujú, čo vám umožňuje využívať mechanizmy iónovej výmeny a reverznej fázy v rovnakom médiu SPE. ).

Dôležitým rozdielom, ktorý treba mať na pamäti pri používaní mechanizmov iónovej výmeny, je povaha stavu nabitia analytu. Ak je analyt vždy nabitý, bez ohľadu na pH roztoku, v ktorom sa nachádza, považuje sa za „silný“ druh. Ak je analyt nabitý len za určitých podmienok pH, považuje sa za „slabý“ druh. To je dôležitá charakteristika, ktorú je potrebné pochopiť o vašich analytoch, pretože to určí, ktorý typ média SPE sa má použiť. Vo všeobecnosti tu pomôže premýšľanie o protikladoch, ktoré idú spolu. Je vhodné spárovať slabý ionomeničový SPE sorbent so „silným“ druhom a silný iónomeničový sorbent so „slabým“ analytom.