The Complete Guide to Solid Phase Extraction (SPE)

Význam tématu

Solid Phase Extraction (SPE) představuje klíčovou techniku přípravy vzorků, která umožňuje selektivní izolaci analytů a současné odstranění interferujících složek. Tato metoda zlepšuje citlivost a opakovatelnost chromatografických a hmotnostně spektrometrických měření, snižuje spotřebu rozpouštědel a prodlužuje životnost analytických kolon.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem průvodce je poskytnout komplexní návod k vývoji a aplikaci SPE metod v praxi. Text je rozčleněn do tří kroků:

1. Výběr sorbentu (polymerické a silikagelové fáze, reverzní fáze, iontová výměna, normální fáze).
2. Předúprava vzorku (zředění, srážení proteinů, homogenizace pevných vzorků, úprava pH).
3. Obecné výchozí metody pro typické sorbenty (Strata-X, Strata).

Navíc je popsána instrumentace, formáty mikroeluce a aplikace v různých odvětvích (farmacie, klinický výzkum, potravinářství, životní prostředí).

Metodika a instrumentace

Sorbenty se liší chemickou vazbou a velikostí částic/pórů, což umožňuje:

• Reverzní fáze C18, C8, fenyl, SDB-L pro nonpolární a aromatické analyty.
• Iontovou výměnu silnými i slabými kationty (WCX, SCX) a anionty (WAX, SAX).
• Normální fáze (silika, CN, NH2, florisil) pro extrakci polárních sloučenin.

Pro metodu se uvádějí doporučené objemy aktivace, praní a eluční rozpouštědla založené na počtu bed volumes. Mikroeluce (2 mg na studnu) umožňuje vynechat fázi koncentrace za sucha a zvýšit návratnost termolabilních látek.

Použitá instrumentace

• SPE sorpční trubice a 96-destičky Strata-X, Strata (2–500 mg sorbentu) a silikagelové sorbenty.
• Pozitivní tlakové a vakuové manifoldy (Presston 100, 96-well, 1/3/6 mL adaptéry).
• Mikroeluce destičky a speciální šroubovací adaptéry.
• LC/MS/MS systém s kolony Kinetex (core-shell) 2,6 µm a Triple Quad 4500 (ESI+).
• UHPLC s UV detekcí na 254 nm a MS detekcí (API 4000).
• GC/ECD systém se sloupci Zebron ZB-MultiResidue a ECD detektor pro chlorované pesticidy.

Hlavní výsledky a diskuse

Implementace mikroeluce u polymerových destiček Strata-X pro peptidy a termolabilní sloučeniny prokázala návratnosti až 95 % bez nutnosti sušení. Porovnání SPE vs. LLE v extracích diklofenaku z plazmy ukázalo dvojnásobné zvýšení zotěžitelnosti (86 % vs. 46 %).
Detailní aplikace zahrnují:

• Farmaceutické analýzy (plasma, léčiva, peptidy).
• Klinické testování (amfetaminy v moči, steroidy v moči).
• Potravinářství (pesticidy v masu, mléce).
• Environmentální monitoring (PAH ve vodě, chlorované pesticidy v tkáních).

Přínosy a praktické využití metody

• Zvýšená selektivita a citlivost díky odstranění matricových interferentů.
• Snížená spotřeba rozpouštědel a zkrácení doby analýzy.
• Možnost paralelního zpracování vzorků v destičkových formátech.
• Vysoká reprodukovatelnost a snadná automatizace procesů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další rozvoj mikroeluce a sběrných formátů pro vysokopropustné laboratoře.
• Integrace s online SPE a přímým vstřikováním do LC/MS.
• Využití strojového učení pro optimalizaci výběru sorbentu a podmínek praní/eluce.
• Nové multimodální sorbenty umožňující současnou extrakci směsných typů sloučenin.

Závěr

Kompletní průvodce SPE od výběru sorbentu až po konkrétní protokoly poskytuje pevné základy pro vývoj robustních a účinných analytických metod. Správná volba sorbentu, optimalizace objemů a formát mikroeluce vedou k maximalizaci návratnosti a reprodukovatelnosti. SPE zůstává nenahraditelnou technikou v moderní analytické chemii.

Reference

• The Complete Guide to Solid Phase Extraction (SPE), Phenomenex, Inc., 2017.