Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Сорбентная экстракция. Часть 3

Применение технологии SPE для выделения определенного аналита или класса аналитов из различных матриц значительно расширилось за последнее десятилетие. Во многом этот рост произошел из-за относительной простоты работы с образцами, выливаемыми непосредственно в колонку с минимальной предварительной подготовкой или вовсе без нее, а также из-за широкого диапазона полимерных фаз, связанных с твердыми носителями. Универсальность SPE позволяет использовать его для ряда целей, таких как очистка, концентрирование нелетучих и полулетучих аналитов из жидких образцов, замена растворителя (аналиты переносятся из одной конкретной среды матрицы в другую, например, из водной в другую, органическую) перед хроматографическим анализом, обессоливание, дериватизация (аналиты удерживаются на сорбенте, дериватизируются, затем элюируются), фракционирование по классам (разделение образца на разные группы соединений, обладающих общими свойствами), минимизация матричных эффектов и оптимизация эффективности экстракции. Наиболее часто встречаются жидкие образцы, особенно водные по природе (сточные воды, продукты питания и напитки, биологические жидкости, образцы почвы и сельскохозяйственных культур).

SPE – это хорошо зарекомендовавший себя метод, который широко используется в клинической химии для исследования образцов лекарств, наркотических средств и общих биологических / биотехнологических образцов, в биохимическом и фармацевтическом анализе, а также водных образцов окружающей среды для определения органических загрязнителей. Большинство методов SPE разработаны для одного соединения, возможно, с внутренним стандартом в случае количественного определения. Так, наблюдали алканы и алкены C8 – C28 (остатки процесса полимеризации), алкилфталат (пластификаторы), BHT и продукты окисления хинона в качестве интерференционных соединений путем извлечения картриджей SPE и анализа этих экстрактов с помощью методов ГХ-МС. Следовательно, в прошлом обработка образцов с использованием SPE могла приводить к загрязнению экстракта «артефактами» от устройства SPE (состоящего из полиолефинов медицинского назначения, стекла и первичного ПТФЭ). Медицинский полипропилен содержит низкий уровень экстрагируемых веществ, который может легко появиться при проведении чувствительной ГХ с детекторами ECD, FID или MS. Современные устройства SPE показывают заметное улучшение извлекаемого восстановления. По мере того как уровни экстрагируемых веществ уменьшаются, всё больше специалистов по газовой хроматографии будут применять SPE в качестве метода экстракции.

В типичном применении SPE в качестве устройства очистки в анализе полимеров / добавок специалисты исследовали соединение PA6 со стеаратом кальция, прикрепленным к поверхности с помощью парафинового масла. Экстракция с помощью CHCl3 отделяет парафиновое масло, олигомеры нейлона и стеариновую кислоту от стеарата кальция, затем после концентрирования досуха растворяли остаток в н-гептане и пропускали через картридж SPE, который удерживал полярные компоненты, а именно олигомеры и жирную кислоту, удаляя аполярное парафиновое масло. При планировании экспериментов SPE выбор растворителя в значительной степени определяется предварительным отбором проб методом TLC для проверки элюирования и / или удержания аналитов. SPE может использоваться для очистки вывода экстракта. SPE также используется для очистки аналитических проб перед определением различных следов ионов металлов, например с помощью ICP-MS. SPE является полезным устройством для обработки растворенных полимерных добавок: неполярный полимер удерживается на сорбенте C18, в то время как аналиты могут быть элюированы.

При фракционировании растворов выгодно использовать различия в полярности и сродстве компонентов с сорбентом. SPE нанесенных образцов может производиться картриджами или дисками как в автономном, так и в режиме онлайн. Опубликована блок-схема использования SPE. Применение SPE описано в нескольких монографиях. Твердофазная микроэкстракция (ТФМЭ или SPME) – это запатентованный метод микромасштабной адсорбции / десорбции, разработанный несколькими отечественными специалистам. Твердофазная микроэкстракция представляет собой сравнительно недавнюю разработку в области подготовки и концентрации образцов. В SPME аналиты разделяются из образца на полимерную неподвижную фазу, которая покрыта тонким слоем на стержне из плавленого кварца (обычно 1 см на 100 мкм). Было предложено несколько конфигураций ТФМЭ, включая волокна, трубки, мешалку / вентилятор и т. д. Наиболее распространенное устройство для проведения твердофазной микроэкстракции (коммерчески представлено компанией Supelco Inc. еще в 1992 году) состоит из волокна из плавленого кварца (без покрытия или с покрытием PDMS, полиимида, жидкокристаллического полиакрилата, карбовакса или графита). Твердофазная микроэкстракция была представлена как метод подготовки проб без растворителя для ГХ, и в следующей части мы познакомимся с этим методом подробнее.