SPE obstaja že desetletja in z dobrim razlogom. Ko želijo znanstveniki odstraniti komponente ozadja iz svojih vzorcev, se soočijo z izzivom, kako to storiti, ne da bi zmanjšali svojo sposobnost natančnega in natančnega določanja prisotnosti in količine spojine, ki jih zanima. SPE je ena od tehnik, ki jo znanstveniki pogosto uporabljajo za pomoč pri pripravi vzorcev za občutljive instrumente, ki se uporabljajo za kvantitativno analizo. SPE je robusten, deluje za široko paleto vrst vzorcev, novi izdelki in metode SPE pa se še naprej razvijajo. V središču razvoja teh metod je razumevanje, da je SPE kljub temu, da se beseda "kromatografija" ne pojavi v imenu tehnike, oblika kromatografskega ločevanja.

SPE: Tiha kromatografija

Obstaja star pregovor: "Če drevo pade v gozdu in ni nikogar, ki bi ga slišal, ali se še vedno sliši?" Ta rek nas spominja na SPE. To se morda zdi nenavadno, toda ko pomislimo na SPE, se postavlja vprašanje: "če pride do ločitve in tam ni detektorja, ki bi to zabeležil, ali se je kromatografija res zgodila?" V primeru SPE je odgovor odločen "da!" Pri razvoju ali odpravljanju težav z metodo SPE je lahko zelo koristno, če se spomnite, da je SPE samo kromatografija brez kromatograma. Če dobro pomislite, ali ni bil Mihail Cvet, znan kot »oče kromatografije«, počel tega, čemur bi danes rekli »SPE«? Ko je svoje mešanice rastlinskih pigmentov ločil tako, da je pustil gravitaciji, da jih je, raztopljene v topilu, nosila skozi sloj zmlete krede, ali je bilo to tako drugače kot sodobna metoda SPE?

Razumevanje vašega vzorca

Ker SPE temelji na kromatografskih načelih, je v središču vsake dobre metode SPE razmerje med analiti, matriksom, stacionarno fazo (SPE sorbent) in mobilno fazo (topila, ki se uporabljajo za izpiranje ali eluiranje vzorca). .

Razumevanje narave vašega vzorca, kolikor je le mogoče, je najboljši začetek, če morate razviti ali odpraviti težave z metodo SPE. Da bi se izognili nepotrebnim poskusom in napakam med razvojem metode, so opisi fizikalnih in kemijskih lastnosti vaših analitov in matriksa zelo koristni. Ko boste izvedeli za svoj vzorec, boste v boljšem položaju, da ga primerjate z ustreznim izdelkom SPE. Na primer, poznavanje relativne polarnosti analitov v primerjavi med seboj in matriksom vam lahko pomaga pri odločitvi, ali je uporaba polarnosti za ločevanje analitov od matriksa pravi pristop. Če veste, ali so vaši analiti nevtralni ali lahko obstajajo v nabitih stanjih, vas lahko tudi usmeri na izdelke SPE, ki so specializirani za zadrževanje ali eluiranje nevtralnih, pozitivno ali negativno nabitih vrst. Ta dva koncepta predstavljata dve najpogosteje uporabljeni lastnosti analita, ki ju je treba uporabiti pri razvoju metod SPE in izbiri izdelkov SPE. Če lahko svoje analite in pomembne komponente matriksa opišete s temi izrazi, ste na dobri poti, da izberete dobro smer za razvoj vaše metode SPE.

Ločevanje po afiniteti

Načela, ki opredeljujejo ločevanje, do katerega pride na primer v stolpcu LC, so v igri pri ločevanju SPE. Osnova vsakega kromatografskega ločevanja je vzpostavitev sistema, ki ima različne stopnje interakcije med komponentami vzorca in dvema fazama, prisotnima v koloni ali kartuši SPE, mobilno fazo in stacionarno fazo.

Eden od prvih korakov k temu, da se počutite udobno pri razvoju metode SPE, je poznavanje dveh najpogosteje uporabljenih vrst interakcij, uporabljenih pri ločevanju SPE: polarnost in/ali stanje naboja.

Polarnost

Če boste za čiščenje vzorca uporabili polarnost, je ena od prvih odločitev, ki jo morate sprejeti, odločitev, kateri »način« je najboljši. Najbolje je delati z razmeroma polarnim medijem SPE in relativno nepolarno mobilno fazo (tj. običajnim načinom) ali nasprotno, relativno nepolarnim medijem SPE v kombinaciji z relativno polarno mobilno fazo (tj. obrnjenim načinom, imenovanim tako samo zato, ker je nasproten prvotno vzpostavljenega "normalnega načina").

Ko raziskujete izdelke SPE, boste ugotovili, da faze SPE obstajajo v različnih polaritetah. Poleg tega izbira topila mobilne faze ponuja tudi širok razpon polarnosti, ki so pogosto zelo nastavljive z uporabo mešanic topil, pufrov ali drugih dodatkov. Pri uporabi polaritetnih razlik kot ključne značilnosti za ločevanje vaših analitov od motenj matriksa (ali drug od drugega) je možna velika stopnja finosti.

Samo imejte v mislih stari kemijski pregovor "podobno se raztaplja podobno", ko razmišljate o polarnosti kot gonilu za ločevanje. Bolj ko je spojina podobna polarnosti mobilne ali stacionarne faze, večja je verjetnost, da bo medsebojno vplivala močneje. Močnejše interakcije s stacionarno fazo vodijo do daljših zadržkov na mediju SPE. Močne interakcije z mobilno fazo vodijo do manjšega zadrževanja in zgodnejšega eluiranja.

Stanje polnjenja

Če analiti, ki nas zanimajo, bodisi vedno obstajajo v nabitem stanju ali jih je mogoče spraviti v nabito stanje zaradi pogojev raztopine, v kateri so raztopljeni (npr. pH), potem obstaja drugo močno sredstvo za njihovo ločitev od matriksa (ali vsakega drugo) je z uporabo medijev SPE, ki jih lahko pritegnejo z lastnim nabojem.

V tem primeru veljajo pravila klasičnega elektrostatičnega privlačenja. Za razliko od ločitev, ki temeljijo na značilnostih polarnosti in modelu interakcij "podobno se raztopi podobno", interakcije nabitih stanj delujejo po pravilu "nasprotja se privlačijo". Na primer, morda imate medij SPE, ki ima na površini pozitiven naboj. Za uravnoteženje te pozitivno nabite površine je nanjo običajno vezana negativno nabita vrsta (anion). Če vaš negativno nabit analit vnesete v sistem, lahko izpodrine prvotno vezan anion in interagira s pozitivno nabito površino SPE. Posledica tega je zadrževanje analita v fazi SPE. Ta zamenjava anionov se imenuje »anionska izmenjava« in je le en primer širše kategorije izdelkov SPE »ionske izmenjave«. V tem primeru bi imele pozitivno nabite vrste močno spodbudo, da ostanejo v mobilni fazi in ne sodelujejo s pozitivno nabito površino SPE, zato se ne bi obdržale. In razen če bi imela površina SPE druge značilnosti poleg svojih lastnosti ionske izmenjave, bi se minimalno ohranile tudi nevtralne vrste (čeprav taki mešani izdelki SPE obstajajo, kar vam omogoča uporabo mehanizmov za ionsko izmenjavo in zadrževanje reverzne faze v istem mediju SPE ).

Pomembna razlika, ki jo je treba upoštevati pri uporabi mehanizmov ionske izmenjave, je narava stanja naboja analita. Če je analit vedno nabit, ne glede na pH raztopine, v kateri je, se šteje za "močno" vrsto. Če se analit napolni le pod določenimi pogoji pH, se šteje za "šibko" vrsto. To je pomembna značilnost vaših analitov, ki jo morate razumeti, saj bo določila, katero vrsto medija SPE boste uporabili. Na splošno vam bo tukaj pomagalo razmišljanje o nasprotjih, ki gredo skupaj. Priporočljivo je združiti šibek sorbent za ionsko izmenjavo SPE z "močno" vrsto in močan sorbent za ionsko izmenjavo s "šibkim" analitom.