Method Development Guidlines SPE Anion Exchange PSA

Význam tématu

SPE na bázi aniontových výměníků je klíčové pro izolaci organických kyselin z vodných vzorků v oblasti QA/QC, environmentální analýzy i potravinářství. Umožňuje selektivně zachytit aniontové analytické látky a zbavit se rušivých složek matrice.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem technické poznámky je poskytnout systematický návod k vývoji metody pevné fáze extrakce (SPE) pro anionty s využitím silně aniontových sorbentů ISOLUTE SAX a PE-AX. Text přehledně popisuje vliv pH, iontové síly, výměny protijonu a parametrů eluce na efektivitu extrakce.

Použitá metodika a instrumentace

• Sorbenty:
  ISOLUTE SAX (propyl-trimethylamoniová fáze s chloridovým protijonem) a ISOLUTE PE-AX (stejná fáze s acetátovým protijonem); pro srovnání se zmiňují NH2 (slabý anionex, pKa 9,8) a PSA (první/druhý amin, pKa ~8 a 10).
• Předúprava vzorku:
  Ředění deionizovanou vodou nebo nízkoiontovým pufrem pro snížení iontové síly pod 0,05 M; zajištění plynulého průtoku.
• Kontrola pH:
  Úprava na dvě jednotky nad pKa cílového aniontu (pufry 10–20 mM).
• Solvace a ekvilibrace:
  Methanol, acetonitril nebo THF; sladění pH a iontové síly ekvilibračního roztoku se vzorkem.
• Výměna protijonu (pouze SAX):
  Rychlé promytí 0,1–0,3 M roztokem slabších aniontů (acetát, formiát, fosfát) pro zvýšení retence slabých kyselin.
• Vzorkování:
  Optimální průtok 1 mL/min (1 mL kolony), 3 mL/min (3 mL), 7 mL/min (6 mL).
• Eluce:
  Displací aniontů vysokou iontovou silou (>0,1 M; u dianiontů >0,2 M) nebo změnou pH o dvě jednotky pod pKa; pro nevodné eluce organická rozpouštědla s 2–5 % kyselinou (formová, octová).

Hlavní výsledky a diskuse

Při pH ≥ 6,5 jsou organické kyseliny téměř zcela disociované, retence je řízena iontovými interakcemi. Eluce je dosažena konkurencí aniontů vysoké koncentrace nebo snížením pH pod pKa slabých kyselin. Fáze PE-AX s acetátem vyžaduje mírnější podmínky eluce než SAX s chloridem. Sekundární nepolární vazby jsou minimální, často není potřeba organického modifieru.

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoká selektivita a zotavení aniontů z různých vodných matic.
• Jednoduchá a rychlá optimalizace metodiky nastavením pH a iontové síly.
• Široké spektrum aplikací: farmaceutická QA/QC, environmentální monitoring, potravinářská kontrola.
• Kompatibilita s HPLC, GC a spektrometrickými technikami.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Vývoj selektivnějších sorbentů cílených na konkrétní třídy aniontů (pesticidy, metabolity).
• Integrace on-line SPE s HPLC–MS pro automatizovaný workflow.
• Miniaturizace (micro-SPE) pro nízkovoltážní a omezené objemy vzorků.
• Kombinace SPE s derivatizačními reakcemi přímo v koloně.
• Rozšíření do biotechnologických aplikací a moderních environmentálních analýz.

Závěr

Sorbenty ISOLUTE SAX a PE-AX představují univerzální a robustní řešení pro extrakci organických aniontů z vodných vzorků. Správná volba pH, iontové síly a případná výměna protijonu jsou klíčové pro optimalizaci retence a eluce.

Reference

• Biotage AB. Method Development Guidelines: Solid Phase Extraction Using ISOLUTE SAX and PE-AX. TN103.V.1, 2017.