Ang SPE ay nasa loob ng maraming dekada, at para sa magandang dahilan. Kapag nais ng mga siyentipiko na tanggalin ang mga bahagi ng background mula sa kanilang mga sample, nahaharap sila sa hamon na gawin ito nang hindi binabawasan ang kanilang kakayahang tumpak at tumpak na matukoy ang presensya at dami ng kanilang tambalan ng interes. Ang SPE ay isang pamamaraan na kadalasang ginagamit ng mga siyentipiko upang tumulong sa paghahanda ng kanilang mga sample para sa sensitibong instrumentasyon na ginagamit para sa quantitative analysis. Matatag ang SPE, gumagana para sa malawak na hanay ng mga uri ng sample, at patuloy na ginagawa ang mga bagong produkto at pamamaraan ng SPE. Sa gitna ng pagbuo ng mga pamamaraang iyon ay isang pagpapahalaga na kahit na ang salitang "chromatography" ay hindi lumilitaw sa pangalan ng pamamaraan, ang SPE ay gayunpaman ay isang anyo ng chromatographic separation.

SPE: Ang Silent Chromatography

Mayroong isang matandang kasabihan na "kung ang isang puno ay nahulog sa isang kagubatan, at walang sinuman sa paligid upang marinig ito, ito ba ay gumagawa pa rin ng tunog?" Ang kasabihang iyon ay nagpapaalala sa atin ng SPE. Maaaring mukhang kakaibang sabihin iyon, ngunit kapag iniisip natin ang SPE, ang tanong ay nagiging "kung ang isang paghihiwalay ay maganap at walang detector doon upang i-record ito, nangyari ba ang chromatography?" Sa kaso ng SPE, ang sagot ay isang matunog na "oo!" Kapag nagde-develop o nag-troubleshoot ng isang SPE na paraan, makatutulong na tandaan na ang SPE ay chromatography lamang na walang chromatogram. Kung iisipin mo, hindi ba't si Mikhail Tsvet, na kilala bilang "ama ng chromatography," ang gumagawa ng tinatawag nating "SPE" ngayon? Nang paghiwalayin niya ang kanyang mga pinaghalong pigment ng halaman sa pamamagitan ng pagpapahintulot sa gravity na dalhin ang mga ito, na natunaw sa isang solvent, sa pamamagitan ng isang kama ng ground up chalk, ito ba ay ibang-iba kaysa sa modernong pamamaraan ng SPE?

Pag-unawa sa Iyong Sample

Dahil ang SPE ay nakabatay sa mga prinsipyo ng chromatographic, sa gitna ng bawat mahusay na pamamaraan ng SPE ay ang ugnayan sa pagitan ng mga analyte, ang matrix, ang nakatigil na bahagi (ang SPE sorbent), at ang mobile phase (ang mga solvent na ginagamit sa paghuhugas o pag-elute ng sample) .

Ang pag-unawa sa likas na katangian ng iyong sample hangga't maaari ay ang pinakamagandang lugar upang magsimula kung kailangan mong bumuo o mag-troubleshoot ng isang pamamaraan ng SPE. Upang maiwasan ang hindi kinakailangang pagsubok at error sa panahon ng pagbuo ng pamamaraan, ang mga paglalarawan ng pisikal at kemikal na katangian ng iyong mga analytes at ang matrix ay lubhang nakakatulong. Kapag nalaman mo ang tungkol sa iyong sample, ikaw ay nasa isang mas mahusay na posisyon upang itugma ang sample na iyon sa isang naaangkop na produkto ng SPE. Halimbawa, ang pag-alam sa relatibong polarity ng mga analyte kumpara sa isa't isa at ang matrix ay makakatulong sa iyong magpasya kung ang paggamit ng polarity upang paghiwalayin ang mga analyte mula sa matrix ay ang tamang diskarte. Ang pag-alam kung neutral ang iyong mga analyte o maaaring umiral sa mga estadong sinisingil ay makakatulong din na idirekta ka sa mga produkto ng SPE na dalubhasa sa pagpapanatili o pag-alis ng mga neutral, positibong sinisingil, o negatibong singil na mga species. Ang dalawang konseptong ito ay kumakatawan sa dalawa sa pinakakaraniwang ginagamit na mga katangian ng analyte upang magamit kapag bumubuo ng mga pamamaraan ng SPE at pumipili ng mga produkto ng SPE. Kung mailalarawan mo ang iyong mga analyte at ang mga kilalang bahagi ng matrix sa mga terminong ito, papunta ka na sa pagpili ng magandang direksyon para sa pagbuo ng iyong pamamaraan ng SPE.

Paghihiwalay sa pamamagitan ng Affinity

Ang mga prinsipyong tumutukoy sa mga paghihiwalay na nagaganap sa loob ng isang column ng LC, halimbawa, ay gumaganap sa isang paghihiwalay ng SPE. Ang pundasyon ng anumang chromatographic separation ay ang pagtatatag ng system na may iba't ibang antas ng interaksyon sa pagitan ng mga bahagi ng sample at ng dalawang phase na nasa column o SPE cartridge, ang mobile phase at ang stationary phase.

Ang isa sa mga unang hakbang tungo sa pagiging komportable sa pagbuo ng pamamaraan ng SPE ay ang pagkakaroon ng pamilyar sa dalawang pinakakaraniwang nakakaharap na uri ng pakikipag-ugnayan na ginagamit sa paghihiwalay ng SPE: polarity at/o estado ng pagsingil.

Polarity

Kung gagamit ka ng polarity upang linisin ang iyong sample, ang isa sa mga unang pagpipilian na kailangan mong gawin ay ang magpasya kung anong "mode" ang pinakamahusay. Pinakamainam na magtrabaho sa isang medyo polar na SPE medium at isang medyo nonpolar na mobile phase (ibig sabihin normal na mode) o sa kabaligtaran, isang medyo nonpolar na SPE medium na isinama sa isang medyo polar na mobile phase (ibig sabihin, reversed mode, kaya pinangalanan dahil ito ang kabaligtaran ng unang itinatag na "normal mode").

Habang ginalugad mo ang mga produkto ng SPE, makikita mo na ang mga yugto ng SPE ay umiiral sa isang hanay ng mga polaridad. Bukod dito, ang pagpili ng mobile phase solvent ay nag-aalok din ng malawak na hanay ng mga polaridad, kadalasang napaka-tunable sa pamamagitan ng paggamit ng mga timpla ng mga solvent, buffer, o iba pang mga additives. Mayroong isang mahusay na antas ng finesse na posible kapag gumagamit ng mga pagkakaiba sa polarity bilang pangunahing katangian upang pagsamantalahan upang paghiwalayin ang iyong mga analyte mula sa mga interferences ng matrix (o mula sa isa't isa).

Isaisip lamang ang lumang kasabihan sa kimika na "tulad ng dissolves tulad ng" kapag isinasaalang-alang mo ang polarity bilang ang driver para sa paghihiwalay. Kung mas magkapareho ang isang tambalan sa polarity ng isang mobile o nakatigil na yugto, mas malamang na ito ay makipag-ugnayan nang mas malakas. Ang mas malakas na pakikipag-ugnayan sa nakatigil na yugto ay humahantong sa mas mahabang pagpapanatili sa medium ng SPE. Ang malakas na pakikipag-ugnayan sa mobile phase ay humahantong sa mas kaunting retention at mas maagang elution.

Estado ng Pagsingil

Kung ang mga analyte ng interes ay palaging umiiral sa isang estado na sinisingil o maaaring ilagay sa isang estado na sinisingil sa pamamagitan ng mga kondisyon ng solusyon kung saan sila natunaw (hal. pH), kung gayon isa pang makapangyarihang paraan ng paghihiwalay sa kanila mula sa matrix (o bawat isa. iba pa) ay sa pamamagitan ng paggamit ng SPE media na maaaring makaakit sa kanila na may sariling singil.

Sa kasong ito, nalalapat ang mga panuntunan sa klasikong electrostatic attraction. Hindi tulad ng mga paghihiwalay na umaasa sa mga katangian ng polarity at ang "like dissolves like" na modelo ng mga pakikipag-ugnayan, ang mga sinisingil na pakikipag-ugnayan ng estado ay gumagana sa panuntunan ng "oposites attract." Halimbawa, maaaring mayroon kang SPE medium na may positibong singil sa ibabaw nito. Para balansehin ang may positibong charge na surface, karaniwang may negatibong charge na species (isang anion) na unang nakatali dito. Kung ang iyong negatibong sisingilin na analyte ay ipinakilala sa system, ito ay may kakayahang ilipat ang unang nakagapos na anion at makipag-ugnayan sa positibong sisingilin na ibabaw ng SPE. Nagreresulta ito sa pagpapanatili ng analyte sa yugto ng SPE. Ang pagpapalit na ito ng mga anion ay tinatawag na "Anion Exchange" at isa lamang halimbawa ng mas malawak na kategorya ng "Ion Exchange" na mga produkto ng SPE. Sa halimbawang ito, ang mga species na may positibong charge ay magkakaroon ng malakas na insentibo upang manatili sa mobile phase at hindi makipag-ugnayan sa may positibong charge na SPE surface, upang hindi sila mapanatili. At, maliban kung ang ibabaw ng SPE ay may iba pang mga katangian bilang karagdagan sa mga katangian ng pagpapalit ng ion nito, ang mga neutral na species ay mapapanatili din nang kaunti (bagama't, umiiral ang mga naturang pinaghalong produkto ng SPE, na nagbibigay-daan sa iyong gumamit ng mga mekanismo ng pagpapanatili ng ion exchange at reversed phase sa parehong SPE medium ).

Ang isang mahalagang pagkakaiba na dapat tandaan kapag gumagamit ng mga mekanismo ng pagpapalitan ng ion ay ang likas na katangian ng estado ng singil ng analyte. Kung ang analyte ay palaging sinisingil, anuman ang pH ng solusyon na kinaroroonan nito, ito ay itinuturing na isang "malakas" na species. Kung ang analyte ay sinisingil lamang sa ilalim ng ilang mga kondisyon ng pH, ito ay itinuturing na isang "mahina" na species. Iyan ay isang mahalagang katangian na dapat maunawaan tungkol sa iyong mga analyte dahil ito ang tutukuyin kung aling uri ng SPE media ang gagamitin. Sa pangkalahatan, ang pag-iisip tungkol sa magkasalungat na pagsasama ay makakatulong dito. Maipapayo na ipares ang mahinang ion exchange na SPE sorbent sa isang "malakas" na species at isang malakas na ion exchange sorbent na may "mahina" na analyte.