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Solid-phase extraction
Ein typisches SPE-Setup. Die Säule ist mit einer Kammer verbunden, in der die durch die Säule geleitete Flüssigkeit gesammelt wird.

Festphasenextraktion (SPE), übersetzt Festphasenextraktion, ist ein Extraktionsmethode mit denen gelöste Stoffe aufgrund physikalischer und chemischer Eigenschaften voneinander getrennt werden können. Diese Methode wird verwendet, um Proben aus Matrices, wie Wasser, Urin und Blut, damit diese Stoffe analysiert werden können, ohne andere Stoffe zu stören. Dies schafft eine zuverlässigere Messung Druck, Vakuum und Schwerkraft sind die treibenden Kräfte für SPE.

Bei SPE werden Stoffe aufgrund von Unterschieden in Affinität dieser Stoffe für die Mobile Phase und der feste (de stationäre Phase) in einem Säule. Je nach gelöstem Stoff Analyt, bestimmt, welche Art von Spalte verwendet wird. Durch Wechselwirkungen mit der stationären Phase verbleibt der Analyt in der Säule, während der Rest der Lösung in einer Fraktion gesammelt wird. Um die gebundene Substanz aus der Säule zu entfernen eluieren verwendet ein Lösungsmittel, a Eluent, für die der Analyt eine größere Affinität besitzt als die stationäre Phase.

In den meisten Fällen verbleiben auch andere Verbindungen in der Säule, die ungefähr die gleichen Affinitäten wie der Analyt aufweisen. Um es vom Analyten trennen zu können, werden verschiedene laufende Flüssigkeiten. Auf diese Weise erhält man verschiedene Fraktionen TLC werden zur Nachkontrolle durchgeführt, um zu sehen, ob die Extraktion erfolgreich war. Dies zeigt auch, in welchen Fraktionen der Analyt zu finden ist und ob noch Verunreinigungen vorhanden sind.

Formen SPE

Es gibt eine Reihe von Formen von SPE: Normalphasen-SPE, Umkehrphasen-SPE und Ionenaustausch-SPE. Von diesen drei Formen wird die umgekehrte Phase am häufigsten verwendet. Eine recht neue Form der SPE ist der von Harvard BioSciences entwickelte PrepTip.

Normalphase SPE

Normalphasen-SPE verwendet a Polar- stationäre Phase in der Säule. Der polare Analyt befindet sich häufig in einer mittel- bis unpolaren Matrix.Retention erfolgt durch Wechselwirkungen zwischen den polaren Gruppen des Analyten und den polaren Gruppen des Säulenmaterials, wie z Wasserstoffbrücken und Dipol-Dipol-Wechselwirkungen Üblicherweise verwendete Säulenmaterialien für die Normalphasen-SPE sind LC-CN, LC-NH2 und LC-Diol. Dieses Kieselsäuren kurz haben AlkylGruppen mit an die Oberfläche gebundenen polaren Gruppen adsorbiert Substanz kann mit einer Lösung eluiert werden, deren Polarität größer ist als die der Matrix, in der die Substanz ursprünglich gelöst war.

Phasenumkehr SPE

Im Gegensatz zur Normalphasen-SPE verwendet die Umkehrphasen-(RP)-SPE eine apolare stationäre Phase. Der Analyt, der sich in einer (mittel-)polaren Matrix - wie Urin - befindet, ist (mittel-)polar. Die Retention der organischen Analyten in polaren Lösungen ist hauptsächlich auf Wechselwirkungen zurückzuführen, oft Van-der-Waals-Kräfte, zwischen den KohlenwasserstoffBindungen des Analyten und der an die Kieselsäure gebundenen funktionellen Gruppen. Die Elution der RP SPE-Säule erfolgt mit einem unpolaren Lösungsmittel, wie z Hexan, brechen die Wechselwirkungen zwischen der adsorbierten Substanz und der Kieselsäure.Häufig verwendete RP-Säulen sind C-18, ENVI-18 und C-8, obwohl es mehr Varianten gibt[1].

Ionenaustausch

Elektrostatische Wechselwirkungen zwischen der positiv geladenen stationären Phase und dem Analyten sind die Grundlage von Ion SPE-Trennung austauschen. Um den Ionenaustausch nutzen zu können, müssen die stationäre Phase und die Probe a pH-have Wert, für den beide geladen werden.

Neue Methoden

Die klassische (manuelle) Form von SPE ist nicht perfekt. Das kostet Zeit und Geld, und es geht auch effizienter. Daher wurden neue Verfahren zur besseren und schnelleren Trennung entwickelt.

Tipp zur Vorbereitung™ (Harvard BioSciences)

PrepTip® ist eine Form der kleinen SPE[2]. vorbereiten steht für Präzise, ​​schnelle, einfache Reinigung. Der zweite Teil des Namens Trinkgeld gibt an, dass die SPE-Spalte die Form a . hat Mikroliter-PipettenspitzeAn den Wänden des PrepTip befindet sich eine feste Matrix (die stationäre Phase), mit der der Analyt interagieren kann. Außerdem bleibt der Prep geöffnet, so dass kein Gegendruck entsteht. Dies macht eine Extraktion schnell, einfach und sehr effektiv. Außerdem ist es sehr zuverlässig. Eine Extraktion dauert nur 30 Sekunden und umfasst drei Schritte. Der Preptip™ wird für ca. 5 Sekunden in der Matrize platziert. Dadurch zieht sich die Flüssigkeit in die „Pipettenspitze“ zurück. Bei richtiger Wahl der stationären Phase verbleibt die gewünschte Substanz auf der Pipettenspitze. Anschließend wird die Pipettenspitze mit einem ausgewählten Lösungsmittel gewaschen, das den Analyten nicht abspült. Als dritter Schritt wird die Pipette eluiert, diesmal mit einem Lösungsmittel, wobei der Analyt aus der stationären Phase gewaschen wird. Die Substanz wird gesammelt. Für die Trennung komplexer Protein- und Peptidproben gilt ein komplizierteres Protokoll.Auf dem Markt sind sowohl Reversed Phase als auch Normal Phase PrepTips™ erhältlich. Für umgekehrte Phase sind dies C4, C8 und C18 oder andere hydrophobPolymere Säulen. Für die normale Phase werden PrepTips™ aus Siliziumdioxid, NH . verwendet2 und CN. Diese Säulen können ein Volumen von 2 µl verarbeiten und haben eine Kapazität von 5,0 µg pro PrepTip.

Festphasen-Mikroextraktion (SPME)

SPME hat Vereinbarungen mit SPE. Dieses Verfahren erfordert jedoch kein Lösungsmittel. Außerdem besteht diese Methode aus nur zwei Schritten. SPME verwendet eine 1 bis 2 cm lange Faser bestehend aus Adsorbens Materialien wie beispielsweise Karboxen, Polydimethylsiloxan und Dibenylbenzol. Dieser Draht befindet sich in einem Schlauch ähnlich einem Injektionsschlauch. Das Kolben wird nach unten gedrückt, damit eine Probe mit dem Quarzdraht in Kontakt kommt, woraufhin der Kolben hochgezogen wird, damit die Faser wieder sicher in das Röhrchen eintreten kann. Das Analysten werden sofort extrahiert und auf der Faser konzentriert. Diese Faser kann dann in den Injektor von a . eingespeist werden Gaschromatograph gebracht wird. Aufgrund der Temperatur im Injektor verlassen die Analyten die Faser und werden abgetrennt. Anstelle der Gaschromatographie kann diese Methode auch für HPLC, CE und Massenspektrometer.[3]SPME hat den Vorteil, dass es relativ günstig und einfach zu handhaben ist und dieses Verfahren wenig bis gar kein Lösungsmittel benötigt.[4]

SPE online/offline

SPE online ist eine Form von SPE. Der Eluent wird beispielsweise direkt mit HPLC-UV oder einem MS gemessen. Offline SPE hingegen ist keine Kombination aus Probenvorverarbeitung und Detektion, also Probenvorverarbeitung (Extraktion) muss zuerst durchgeführt werden, danach kann die Extinktion mit einem anderen Gerät wie z HPLC oder GC usw..

Vorteile und Anwendung

Der Vorteil von SPE online besteht darin, dass die Proben direkt injiziert werden können (z. B. Urin). Darüber hinaus ist die Ausführung viel schneller als bei Offline-SPE und auch billiger.

SPE online wird verwendet, um Medikamente beispielsweise aus Urin zu trennen. Ein Beispiel für eine solche Anwendung finden Sie in folgendem Artikel:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20533830

Weitere Informationen zur automatisierten Online-SPE finden Sie auf der folgenden Website:http://www.dionex.com/en-us/products/liquid-chromatography/lc-solutions/dual-configuration/automated-online/lp-80986.html

SPE-Spalten

Um SPE durchzuführen, muss die richtige SPE-Spalte ausgewählt werden. SPE-Säulen sind in verschiedenen Volumina erhältlich: 1 mL, 3 mL, 6 mL, 12 mL, 20 mL und 60 mL. Die Wahl einer Säule wird somit nicht nur von den polaren oder unpolaren Eigenschaften der stationären Phase bestimmt. Somit bestimmt die Menge der Matrix mit dem gelösten Analyten auch die Größe der Säule. Manchmal ist die Menge der Matrix größer als 100 ml, sodass diese Säulen nicht verwendet werden können. Liegt die Matrix zwischen 100 mL und 1 Liter, kann eine SPE-Scheibe (SPE-Scheibe) verwendet werden. Diese Scheiben haben eine Größe von 47 mm oder 90 mm Neben der Volumengröße der Säule gibt es auch Säulen mit polaren oder unpolaren stationären Phasen und für den Ionenaustausch geeigneten stationären Phasen.

Siehe auch

Verweise

  1. ↑Leitfaden zur Festphasenextraktion
  2. ↑Reverse Phase PrepTip™ Benutzerhandbuch von Harvard Apparatus, Inc.
  3. ↑Chemische Analyse zweite Auflage (2007), Francis Rouessac und Annick Rouessac. Kapitel 21: Probenvorbereitung
  4. ↑Festphasen-Mikroextraktion (2003); John V. Hinshaw, Serveron Corp., Hillsboro, Oregon, USA.[toter Link]