SPE існує десятиліттями, і це не дарма. Коли вчені хочуть видалити фонові компоненти зі своїх зразків, вони стикаються з проблемою зробити це, не зменшуючи своєї здатності точно й точно визначати присутність і кількість їх цікавої сполуки. SPE – це один з методів, який вчені часто використовують, щоб допомогти підготувати свої зразки для чутливого обладнання, що використовується для кількісного аналізу. SPE є надійним, працює для широкого спектру типів зразків, а нові продукти та методи SPE продовжують розроблятися. В основі розробки цих методів лежить усвідомлення того, що, незважаючи на те, що слово «хроматографія» не фігурує в назві техніки, SPE все одно є формою хроматографічного розділення.

SPE: тиха хроматографія

Є стара приказка: «Якщо дерево впало в лісі, і нікого немає, щоб це почути, воно все ще видає звук?» Цей вислів нагадує нам SPE. Це може здатися дивним, але коли ми думаємо про SPE, постає запитання: «Якщо розділення відбувається, а там немає детектора, щоб це записати, чи справді відбулася хроматографія?» У випадку SPE відповідь однозначне «так!» Під час розробки або усунення несправностей методу SPE може бути дуже корисно пам’ятати, що SPE – це просто хроматографія без хроматограми. Якщо подумати про це, чи не Михайло Цвєт, відомий як «батько хроматографії», робив те, що ми сьогодні називаємо «SPE»? Коли він розділив свої суміші рослинних пігментів, дозволивши силі тяжіння перенести їх, розчинені в розчиннику, через шар меленої крейди, чи це сильно відрізнялося від сучасного методу SPE?

Розуміння вашого зразка

Оскільки ТФЕ базується на хроматографічних принципах, в основі кожного хорошого методу ТФЕ лежить співвідношення між аналітами, матрицею, нерухомою фазою (сорбент ТФЕ) і рухомою фазою (розчинники, що використовуються для промивання або елюювання зразка). .

Зрозуміти природу вашого зразка, наскільки це можливо, найкраще почати, якщо вам потрібно розробити або усунути неполадки в методі SPE. Щоб уникнути непотрібних спроб і помилок під час розробки методу, дуже корисно описувати фізичні та хімічні властивості аналітів і матриці. Коли ви дізнаєтесь про свій зразок, ви зможете краще зіставити цей зразок із відповідним продуктом SPE. Наприклад, знання відносної полярності аналітів у порівнянні один з одним і матрицею може допомогти вам вирішити, чи використання полярності для відділення аналітів від матриці є правильним підходом. Знання того, чи є ваші аналіти нейтральними або можуть існувати в заряджених станах, також може допомогти вам спрямувати вас до продуктів SPE, які спеціалізуються на утриманні або елююванні нейтральних, позитивно або негативно заряджених речовин. Ці дві концепції представляють дві найбільш часто використовувані властивості аналіту, які слід використовувати при розробці методів ТФЕ та виборі продуктів ТФЕ. Якщо ви можете описати свої аналіти та визначні компоненти матриці цими термінами, ви на шляху до вибору правильного напрямку для розвитку свого методу SPE.

Поділ за спорідненістю

Принципи, які визначають поділ, який відбувається в колонці LC, наприклад, діють у поділі SPE. Основою будь-якого хроматографічного розділення є створення системи, яка має різний ступінь взаємодії між компонентами зразка та двома фазами, присутніми в колонці або картриджі SPE, рухомою фазою та нерухомою фазою.

Одним із перших кроків до того, щоб відчувати себе комфортно при розробці методу SPE, є знайомство з двома найпоширенішими типами взаємодій, які використовуються в розділенні SPE: полярність та/або стан заряду.

Полярність

Якщо ви збираєтеся використовувати полярність, щоб очистити свій зразок, один із перших рішень, який вам потрібно зробити, це вирішити, який «режим» найкращий. Найкраще працювати з відносно полярним середовищем SPE і відносно неполярною рухомою фазою (тобто нормальним режимом) або навпаки, відносно неполярним середовищем SPE у поєднанні з відносно полярною рухомою фазою (тобто реверсований режим, названий так просто тому, що він протилежний початково встановленого «нормального режиму»).

Вивчаючи продукти SPE, ви виявите, що фази SPE існують у різних полярностях. Крім того, вибір розчинника рухомої фази також пропонує широкий діапазон полярностей, які часто дуже легко регулюються за допомогою сумішей розчинників, буферів або інших добавок. Використовуючи різницю в полярності як ключову характеристику для відокремлення аналітів від інтерференції матриці (або один від одного), можливий великий ступінь тонкощів.

Просто пам’ятайте старе хімічне прислів’я «подібне розчиняється подібним», коли ви розглядаєте полярність як рушійний фактор для розділення. Чим більше сполука схожа на полярність рухомої або нерухомої фази, тим імовірніше, що вона сильніше взаємодіє. Сильніша взаємодія зі стаціонарною фазою призводить до більш тривалого утримання на середовищі SPE. Сильна взаємодія з рухомою фазою призводить до меншого утримання та більш раннього виведення.

Стан заряду

Якщо аналіти, що цікавлять, або завжди існують у зарядженому стані, або можуть бути переведені в заряджений стан умовами розчину, в якому вони розчинені (наприклад, рН), тоді інший потужний засіб їх відділення від матриці (або кожного інше) через використання носіїв SPE, які можуть привабити їх власним зарядом.

У цьому випадку застосовуються класичні правила електростатичного притягання. На відміну від поділу, який ґрунтується на характеристиках полярності та моделі взаємодій «подібне розчиняє подібне», взаємодії зарядженого стану діють за правилом «протилежності притягуються». Наприклад, у вас може бути середовище SPE, яке має позитивний заряд на своїй поверхні. Щоб урівноважити цю позитивно заряджену поверхню, зазвичай з нею спочатку зв’язаний негативно заряджений вид (аніон). Якщо ваш негативно заряджений аналіт вводиться в систему, він має здатність витісняти початково зв’язаний аніон і взаємодіяти з позитивно зарядженою поверхнею SPE. Це призводить до утримання аналіту на фазі SPE. Ця заміна аніонів називається «аніонним обміном» і є лише одним із прикладів ширшої категорії продуктів SPE «іонного обміну». У цьому прикладі позитивно заряджені види матимуть сильний стимул залишатися в рухомій фазі та не взаємодіяти з позитивно зарядженою поверхнею SPE, тому вони не будуть утримуватися. І, якщо поверхня SPE не мала інших характеристик на додаток до іонообмінних властивостей, нейтральні речовини також будуть мінімально збережені (хоча такі змішані продукти SPE існують, дозволяючи вам використовувати механізми іонообміну та утримування оберненої фази в тому самому середовищі SPE). ).

Важливою відмінністю, про яку слід пам’ятати, використовуючи механізми іонного обміну, є природа зарядового стану аналіту. Якщо аналіт завжди заряджений, незалежно від рН розчину, в якому він знаходиться, він вважається «сильним» видом. Якщо аналіт заряджається лише за певних умов pH, він вважається «слабким» видом. Це важлива характеристика, яку слід розуміти щодо ваших аналітів, оскільки вона визначатиме, який тип середовища SPE використовувати. Загалом, міркування про те, що протилежності поєднуються, тут допоможе. Доцільно поєднувати слабкий іонообмінний SPE сорбент із «сильним» видом і сильний іонообмінний сорбент із «слабким» аналітом.