Reference Manual & Users Guide

Význam tématu

Solid phase extraction (SPE) je klíčová metoda přípravy vzorku v analytické chemii, která umožňuje koncentraci a čištění analytů z komplexních matric. Díky výrazné redukci interferencí, vylepšené citlivosti a opakovatelnosti analýz nahrazuje tradiční metodiku kapalina-kapalina (LLE) v mnoha oficiálních postupech. SPE šetří čas, snižuje spotřebu nebezpečných a drahých rozpouštědel a usnadňuje automatizaci procesů.

Cíle a přehled studie / článku

Manuál SPE od Phenomenex má za cíl: 1) představit základní principy a mechanismy SPE, 2) pomoci analytikům vybrat vhodný sorbent, 3) optimalizovat metodu a řešit běžné potíže. Obsahuje přehled sorbentů, vysvětlení extrakčních mechanismů (reverzní fáze, normální fáze, iontová výměna), standardní protokoly a praktické rady pro přizpůsobení postupu konkrétním analytům a matricím.

Použitá instrumentace

SPE produkty Phenomenex, ruční vakuové nebo tlakové SPE manifolds, 1–96-jamkové různé objemy sorbentu (10–1 000 mg), HPLC a GC přístroje pro další analýzu eluantů.

Použitá metodika

SPE protokol sestává ze 4 kroků: 1) Kondicionování sorbentu – solvatace a aktivace povrchu (méthanol/isopropanol, poté voda/bufr), 2) Naložení vzorku – správná diluce vzorku pro kvantitativní vazbu analytu, 3) Promytí – odstranění slabě vázaných interferencí (voda s 5–50 % organických modifikátorů), 4) Eluce – silný rozpuštědlový a/nebo pH/salt eluent k odštípnutí analytu (methanol, acetonitril, kyselina/zásada, sůl). Optimalizace jednotlivých kroků se provádí úpravou složení a objemu rozmývacího pláště, eluentu, pH a iontové síly.

Hlavní výsledky a diskuse

- SPE výrazně snižuje koextrakce interferencí a zvyšuje stabilitu a životnost chromatografických kolon.
- Správně zvolený sorbent, pH a složení rozpouštědla podstatně ovlivňují selektivitu a výtěžnost.
- Pro různé matrice a analyty (hydrofobní, polární, iontové) jsou doporučeny odpovídající fází: reverzní C18/C8/Phenyl, normální fáze (silika, NH2, CN), iontová výměna (SCX, SAX, WCX, WAX).
- Mechanismus vazby může přecházet dle složení fáze a vzorku: u slabých ionexů je možné volit mezi normální a iontovým mechanismem.
- Správná volba množství sorbentu a objemu vzorku vychází z kapacity ~5 % hmotnosti sorbentu a objemů 2–4 objemů náplně.

Přínosy a praktické využití metody

SPE výrazně zrychluje přípravu vzorků, zvyšuje reprodukovatelnost a pročisťuje analytické vzorky pro farmaceutickou, klinicko-toxikologickou, environmentální i potravinářskou analýzu. Umožňuje vysokopropustné manuální i automatizované zpracování desítek až stovek vzorků denně.

Budoucí trendy a možnosti využití

- Rostoucí automatizace s využitím 96-jamkových desek a on-line SPE integrace do LC–MS.
- Vývoj specializovaných sorbentů (např. grafitový uhlík, molekulární síta pro peptidy a proteiny) pro specifické aplikace.
- Kombinace SPE s mikroextrakcemi a mikroelucemi pro minimalizaci spotřeby vzorku a rozpouštědel.

Závěr

SPE je nenahraditelnou technikou přípravy vzorku, která poskytuje čisté extrakty, nízké LOD/LOQ a vysokou reprodukovatelnost. Správný výběr sorbentu, optimalizace pH, složení a objemů náplně, promytí a eluce vede k robustním a efektivním analytickým postupům.

Reference

1. Thurman, E. M.; Mills, M. S. Solid-Phase Extraction – Principles and Practice. Wiley Interscience, 1998.
2. Zief, M. Sample Preparation for Pharmaceuticals via Solid-Phase Extraction. Aster Publishing, 1985.
3. Snyder, L. R.; Kirkland, J. J. Introduction to Modern Liquid Chromatography, 2nd ed., Wiley, 1979.
4. Neue, U. D. HPLC Columns – Theory, Technology and Practice, Wiley-VCH, 1997.
5. Merck Index, 14th Ed., Merck, 2006.
6. CRC Handbook of Chemistry and Physics, 91st Ed., CRC Press, 2010.
7. March, J. Advanced Organic Chemistry, 3rd ed., Wiley, 1985.
8. Newton, D. W.; Kluza, R. B. Principles of Medicinal Chemistry, 2nd ed., Lea & Febiger, 1981.
9. Lowry, T. H.; Richardson, K. S. Mechanism and Theory in Organic Chemistry, 2nd ed., Harper & Row, 1981.