Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Сорбентная экстракция. Часть 1

Наиболее часто применяемым сорбентом является полидиметилсилоксан (PDMS), который обладает некоторыми желательными свойствами: это наилучшая стационарная фаза для ГХ (аполярная), тот факт, что продукты разложения очень специфичны и не относятся к интересующим растворенным веществам. Кроме того, для этого соединения характерны индексы удерживания, доступные для многих соединений, а также аналогичное распределение H2O / PDMS и H2O / октанол. Ловушки PDMS на основе 100% частиц PDMS для улавливания аналитов аналогичны трубкам для ТФЭ или воздушной адсорбции. Большое количество сорбента (250 мг) обеспечивает высокую степень обогащения и чувствительность, высокую максимальную скорость потока и быстрый отбор проб, но потеря летучих веществ в конечном итоге является недостатком. Классические LLE также были заменены мембранными экстракциями, такими как SLM (экстракция с поддерживаемой жидкой мембраной), MMLLE (жидкостная экстракция микропористой мембраной) и MESI (мембранная экстракция с границей раздела сорбента). Во всех этих методах используется непористая мембрана, предполагающая разделение аналитов. SLM — это метод работы с пробами, который можно использовать для селективной экстракции определенного класса соединений из сложных (водных) матриц. Мембранная экстракция с интерфейсом сорбента (MESI) подходит для анализа ЛОС, летучих органических соединений (например, в конфигурации MESI-μGC-TCD).

Твердофазная экстракция (ТФЭ) — очень популярный метод подготовки и очистки проб. В SPE растворенные вещества извлекаются из жидкой (или газообразной) фазы в твердую фазу. Вещества, экстрагированные твердыми частицами, могут быть удалены промывкой подходящим жидким элюентом. Обычно объем растворителя, необходимый для полного элюирования аналитов, намного меньше (обычно менее 1 мл), чем исходный объем образца. Таким образом достигается концентрация аналитов. Хотя SPE можно проводить в периодическом уравновешивании, аналогичном тому, который используется в LLE, гораздо чаще используют небольшую пробирку или картридж, заполненный твердыми частицами. SPE часто называют LSE, связанной фазой или экстракцией сорбентом, SPE же — это усовершенствованная методика хроматографии. Механизмы удерживания включают обращенную фазу, нормальную фазу и ионный обмен. SPE с уплотненным слоем была представлена как метод подготовки проб еще в начале 1970-х годов, но не использовалась широко до 1985 года. В последние два десятилетия наблюдается значительное увеличение использования SPE в качестве мощного метода для быстрой выборочной подготовки.

Объем пробы, первоначально введенный на сорбент, выбор сорбента и системы растворителей, а также тщательный контроль количества используемого растворителя имеют первостепенное значение для эффективного предварительного концентрирования и / или очистки аналита в пробе. ТФЭ — это многоступенчатый метод разделения, поэтому для разделения двух растворенных веществ требуется лишь разумная разница в экстрагируемости. В SPE возможны коэффициенты концентрации 1000 и более по сравнению с до 100 для LLE с вихревым перемешиванием. Высокая селективность (то есть способность отделять аналиты от матричных помех) — один из самых важных аспектов SPE. Эта высокоселективная природа ТФЭ основана на химии экстракционного сорбента, на большом разнообразии возможных комбинаций сорбент / растворитель для обеспечения высокоселективной экстракции (более ограниченная в LLE, где необходимы несмешивающиеся жидкости) и на выборе рабочих режимов SPE. Следовательно, SPE решает многие из наиболее сложных проблем подготовки проб. И SPE, и LLE включают разделение соединений между двумя фазами: твердой и жидкой для SPE и двумя не смешивающимися жидкостями для LLE. Поскольку современная ТФЭ — это метод, в котором основные принципы жидкостной хроматографии используются для выделения интересующих соединений из образца, он помещается между классической LSE и колоночной жидкостной хроматографией в полном соответствии с классическим определением хроматографии.

SPE предлагает несколько важных преимуществ перед LLE: он быстрее, обеспечивает более легкое управление, подразумевает использование гораздо меньших количеств жидких органических растворителей, имеет менее строгие требования к разделению, а также дает более высокие коэффициенты концентрации. В жидкостной хроматографии цель состоит в том, чтобы отделить различные компоненты образца друг от друга на основе разной скорости миграции через колонку. В SPE образцом раствора является подвижная фаза. SPE в колонке обеспечивает множественное равновесие и поэтому требует лишь разумной разницы в экстрагируемости для разделения двух растворенных веществ. В идеале коэффициенты емкости (или удерживания) компонентов образца в SPE очень высоки (100, 1000 или более) по сравнению с LC (от 1 до 10). В этих условиях компоненты пробы будут оставаться на колонке в виде единой плотной полосы. Между короткими колонками LC и картриджами SPE мало различий. ВЭЖХ и ТФЭ имеют много общего с точки зрения механизмов удерживания и типов растворителей, а также используются по существу одинаковые насадки (в основном фазы C18) с разными размерами частиц, хотя были замечены некоторые различия фаз. Однако эти методы выполняются в совершенно иных экспериментальных условиях. Основные различия заключаются в характеристиках элюирования и стоимости.