SPE đã tồn tại trong nhiều thập kỷ và vì lý do chính đáng. Khi các nhà khoa học muốn loại bỏ các thành phần nền khỏi mẫu của họ, họ phải đối mặt với thách thức thực hiện điều đó mà không làm giảm khả năng xác định chính xác và chính xác sự hiện diện và số lượng của hợp chất mà họ quan tâm. SPE là một kỹ thuật mà các nhà khoa học thường sử dụng để giúp chuẩn bị mẫu cho các thiết bị nhạy cảm dùng để phân tích định lượng. SPE rất mạnh mẽ, hoạt động với nhiều loại mẫu và các sản phẩm cũng như phương pháp SPE mới tiếp tục được phát triển. Trọng tâm của việc phát triển các phương pháp này là sự hiểu biết rằng mặc dù từ “sắc ký” không xuất hiện trong tên của kỹ thuật, SPE vẫn là một dạng phân tách sắc ký.

SPE: Sắc ký im lặng

Người xưa có câu “cây đổ trong rừng không có người nghe thấy, liệu nó có còn phát ra âm thanh không?” Câu nói đó làm chúng ta nhớ đến SPE. Nói điều đó có vẻ lạ, nhưng khi chúng ta nghĩ về SPE, câu hỏi sẽ trở thành “nếu quá trình phân tách diễn ra và không có máy dò ở đó để ghi lại, thì sắc ký có thực sự xảy ra không?” Trong trường hợp của SPE, câu trả lời là “có!” Khi phát triển hoặc khắc phục sự cố của phương pháp SPE, sẽ rất hữu ích khi nhớ rằng SPE chỉ là sắc ký không có sắc ký đồ. Khi bạn nghĩ về điều đó, chẳng phải Mikhail Tsvet, người được mệnh danh là “cha đẻ của sắc ký”, đang làm cái mà ngày nay chúng ta gọi là “SPE” sao? Khi ông tách hỗn hợp các sắc tố thực vật bằng cách để trọng lực mang chúng, hòa tan trong dung môi, qua một lớp phấn nghiền, liệu nó có khác nhiều so với phương pháp SPE hiện đại không?

Hiểu mẫu của bạn

Vì SPE dựa trên các nguyên tắc sắc ký nên trọng tâm của mọi phương pháp SPE tốt là mối quan hệ giữa chất phân tích, chất nền, pha tĩnh (chất hấp phụ SPE) và pha động (dung môi dùng để rửa hoặc rửa giải mẫu). .

Hiểu bản chất của mẫu càng nhiều càng tốt là điểm khởi đầu tốt nhất nếu bạn phải phát triển hoặc khắc phục sự cố của phương pháp SPE. Để tránh việc thử và sai sót không cần thiết trong quá trình phát triển phương pháp, việc mô tả các đặc tính vật lý và hóa học của cả chất phân tích và nền mẫu là rất hữu ích. Khi bạn biết về mẫu của mình, bạn sẽ ở vị trí tốt hơn để kết hợp mẫu đó với sản phẩm SPE thích hợp. Ví dụ, biết độ phân cực tương đối của các chất phân tích so với nhau và nền mẫu có thể giúp bạn quyết định xem việc sử dụng độ phân cực để tách các chất phân tích khỏi nền mẫu có phải là phương pháp phù hợp hay không. Biết liệu chất phân tích của bạn là trung tính hay có thể tồn tại ở trạng thái tích điện cũng có thể giúp bạn hướng tới các sản phẩm SPE chuyên giữ lại hoặc rửa giải các chất trung tính, các chất tích điện dương hoặc tích điện âm. Hai khái niệm này đại diện cho hai đặc tính chất phân tích được sử dụng phổ biến nhất để tận dụng khi phát triển các phương pháp SPE và lựa chọn sản phẩm SPE. Nếu bạn có thể mô tả các chất phân tích và các thành phần ma trận nổi bật theo những thuật ngữ này thì bạn đang trên đường chọn được hướng đi tốt cho việc phát triển phương pháp SPE của mình.

Tách biệt bởi mối quan hệ

Ví dụ, các nguyên tắc xác định sự phân tách xảy ra trong cột LC đang được áp dụng trong quá trình phân tách SPE. Nền tảng của bất kỳ quá trình phân tách sắc ký nào là thiết lập một hệ thống có mức độ tương tác khác nhau giữa các thành phần của mẫu và hai pha có trong cột hoặc hộp SPE, pha động và pha tĩnh.

Một trong những bước đầu tiên để cảm thấy thoải mái khi phát triển phương pháp SPE là làm quen với hai loại tương tác thường gặp nhất được sử dụng trong phân tách SPE: trạng thái phân cực và/hoặc điện tích.

Phân cực

Nếu bạn định sử dụng cực tính để làm sạch mẫu của mình, một trong những lựa chọn đầu tiên bạn phải thực hiện là quyết định “chế độ” nào là tốt nhất. Tốt nhất là làm việc với môi trường SPE tương đối phân cực và pha động tương đối không phân cực (tức là chế độ bình thường) hoặc ngược lại, môi trường SPE tương đối không phân cực kết hợp với pha động tương đối phân cực (tức là chế độ đảo ngược, được đặt tên như vậy chỉ vì nó ngược lại). của “chế độ bình thường” được thiết lập ban đầu).

Khi khám phá các sản phẩm SPE, bạn sẽ thấy rằng các pha SPE tồn tại ở nhiều cực khác nhau. Hơn nữa, việc lựa chọn dung môi pha động cũng mang lại nhiều độ phân cực, thường có thể điều chỉnh được thông qua việc sử dụng hỗn hợp dung môi, chất đệm hoặc các chất phụ gia khác. Có thể đạt được mức độ tinh tế cao khi sử dụng sự khác biệt về phân cực làm đặc tính chính cần khai thác để tách các chất phân tích của bạn khỏi các ảnh hưởng của ma trận (hoặc với nhau).

Chỉ cần ghi nhớ câu ngạn ngữ hóa học cũ “giống như hòa tan như” khi bạn đang coi sự phân cực là nguyên nhân dẫn đến sự chia ly. Một hợp chất càng giống nhau về cực tính của pha động hoặc pha tĩnh thì càng có khả năng tương tác mạnh hơn. Tương tác mạnh hơn với pha tĩnh dẫn đến thời gian lưu giữ lâu hơn trên môi trường SPE. Tương tác mạnh với pha động dẫn đến khả năng lưu giữ ít hơn và rửa giải sớm hơn.

Trạng thái phí

Nếu chất phân tích quan tâm luôn tồn tại ở trạng thái tích điện hoặc có thể chuyển sang trạng thái tích điện nhờ các điều kiện của dung dịch hòa tan chúng (ví dụ pH), thì một phương tiện mạnh mẽ khác để tách chúng khỏi nền (hoặc mỗi chất) khác) là thông qua việc sử dụng phương tiện truyền thông SPE có thể thu hút họ bằng một khoản phí riêng.

Trong trường hợp này, áp dụng quy tắc hút tĩnh điện cổ điển. Không giống như sự phân tách dựa trên các đặc điểm phân cực và mô hình tương tác “giống như hòa tan như”, các tương tác trạng thái tích điện hoạt động theo quy tắc “thu hút đối lập”. Ví dụ: bạn có thể có một môi trường SPE có điện tích dương trên bề mặt của nó. Để cân bằng bề mặt tích điện dương đó, ban đầu thường có một chất mang điện tích âm (anion) liên kết với nó. Nếu chất phân tích mang điện tích âm của bạn được đưa vào hệ thống, nó có khả năng thay thế anion liên kết ban đầu và tương tác với bề mặt SPE tích điện dương. Điều này dẫn đến việc giữ lại chất phân tích trên pha SPE. Việc hoán đổi anion này được gọi là “Trao đổi Anion” và chỉ là một ví dụ về danh mục rộng hơn của các sản phẩm SPE “Trao đổi ion”. Trong ví dụ này, các chất tích điện dương sẽ có động lực mạnh mẽ để ở lại pha động và không tương tác với bề mặt SPE tích điện dương, vì vậy chúng sẽ không được giữ lại. Và, trừ khi bề mặt SPE có các đặc tính khác ngoài đặc tính trao đổi ion của nó, các chất trung tính cũng sẽ được giữ lại ở mức tối thiểu (mặc dù, các sản phẩm SPE được pha trộn như vậy vẫn tồn tại, cho phép bạn sử dụng các cơ chế trao đổi ion và giữ pha đảo trong cùng một môi trường SPE ).

Một điểm khác biệt quan trọng cần lưu ý khi sử dụng cơ chế trao đổi ion là bản chất trạng thái điện tích của chất phân tích. Nếu chất phân tích luôn được tích điện, bất kể độ pH của dung dịch trong đó là bao nhiêu thì nó được coi là loại “mạnh”. Nếu chất phân tích chỉ được tích điện trong những điều kiện pH nhất định thì nó được coi là chất “yếu”. Đó là một đặc điểm quan trọng cần hiểu về chất phân tích của bạn vì nó sẽ xác định loại phương tiện SPE nào sẽ được sử dụng. Nói chung, việc suy nghĩ về những điều đối lập sẽ đi cùng nhau sẽ giúp ích rất nhiều ở đây. Nên kết hợp chất hấp thụ SPE trao đổi ion yếu với loại “mạnh” và chất hấp thụ trao đổi ion mạnh với chất phân tích “yếu”.