Coloane de extracţie în fază solidă (SPE)

Extracția în fază solidă (SPE) este o metodă de pregătire a probelor cu o mare răspândire în chimia analitică modernă. Nu este scopul nostru să vă oferim în acest context informații detaliate despre avantajele, etapele și optimizarea proceselor SPE. Coloanele de extracţie în fază solidă de la Biotage beneficiază de o excepțională reproductibilitate de la lot la lot și sunt comercializate sub denumirile de ISOLUTE® și EVOLUTE®. Fiecare cutie de coloane se livrează cu un „Quality Assurance Report” care conține numerele de lot ale sorbenţilor și coloanelor precum și numeroși parametri testați împreună cu rezultatul analizei: dimensiunea porilor, suprafața specifică, analiză elementară, distribuția dimensiunii particulelor, puritate, capacitate de schimb ionic, etc. Sistemul de management al calității ISO9001 garantează asigurarea documentată a calității proceselor de producție. În funcție de concentrația, compoziția probei și de metoda de analiză se poate alege între coloane de la 10 mg până la 25 g de umplutură sau microplăci de la 10 mg până la 100 mg de umplutură. În bioanalize și în chimia combinatorială sunt din ce în ce mai utilizate microplăcile cu 96 de poziții. Prin utilizarea acestora se asigură prelucrarea unui număr mare de probe și automatizarea ușoară. Plăcile „fixed well” conțin, în cele 96 de poziții, cantități egale din același tip de umplutură. În cazul plăcilor „array” utilizatorul poate monta diferite minicoloane SPE de tip R sau T în cele 96 de poziții, iar pozițiile nefolosite pot fi închise.

 Biotage a dezvoltat o gamă diversificată de note aplicative, pe care vi le prezentăm în tabelele de mai jos, grupate după domeniile de utilizare. Pentru descărcarea și vizualizarea notelor aplicative Biotage, vă rugăm să ne solicitați ajutorul.

 

Analize de apă și sol, protecția mediului:

AnalitMatrice, scopul analizeiUmpluturăNumăr aplicație Biotage
PAHApe naturale (conținut ridicat de acid humic)PAHIST1025
PAHPurificarea extractelor cu hexan din probe de solPAH HCIST1070
Triazina și metaboliţii eiProbe de apăTriazineIST1046
Total Petroleum Hydrocarbons (TPH)Probe de apă, EPA 1664TPHIST1042, IST1018
Hidrocarburi totaleProbe de apă, EPA 1664O&GIST1005, IST1017
Fenol și compuși fenoliciProbe de apăENV+IST1036, IST1037
Explozivi nitro-aromaticiProbe de apăENV+IST1038
Pesticide clorurateProbe de apă, soluții apoaseC2/C18(EC)IST1026
Poluanți organiciApe uzate, ape de suprafață, EPA 608C18(EC)AP12
PAH-uri, ftalațiApe uzate, ape de suprafață, EPA 625C18(EC)AP22
Organice volatile (PAH, pesticide, PCB)Apă potabilă, EPA 525.2C18(EC)TA2
PropaclorApă potabilăC18 + ENV+IST1051
Methamidophos și carbofuranProbe de apăENV+IST1010
AsulamProbe de apăENV+IST1014
Mineral OilProbe de apăNa2SO4/FlIST1077

 

Analize alimentare:

AnalitMatrice, scopul analizeiUmpluturăNumăr aplicație Biotage
PesticidePurificarea extractelor vegetale de compușii de interferențăSAX/SPAIST1027
AcrilamidaAlimente afumate, cartofi prăjiți, chipsuriMultimodeIST1076
AcrilamidaAlimente afumate, cartofi prăjiți, chipsuriMultimode + ENV+IST1082
AflatoxineGrâneMultimodeAGNT1022
Monofluoracetat de sodiuFurajeNH2+SAXIST1011
Aldrina și metaboliţii eiOuăNH2IST1075
ReziduuriFructe și legumeC18+FL+NH2
PatulinaSuc de mereMycoAN781
Diferite micotoxineCerealeMycoAN782
DeoxynivalenolCerealeMycoAN783
Diferite micotoxineNuciMycoAN784
Aflatoxina și OchratoxinaArdei uscatMycoAN785
Diferite micotoxineFurajeMycoAN804
Aflatoxina M1Hrană bebelușiMycoAN807
Diferite micotoxineHrană bebeluși pe bază de cerealeMycoAN823

 

Medicină legală, chimie clinică, aplicații bioanalitice:

 

AnalitMatrice, scopul analizeiUmpluturăNumăr aplicație Biotage
Plasmă, ser, sânge, probe deproteinizatePPT+TN130
Amphetamina, metamphetaminaUrinăHCXIST1034, IST1053
BarbituriceUrinăHCXIST1032, IST1061
BarbituriceUrinăC8IST1049, IST1063
Cocaina, benzoylecgoninaUrinăHCXIST1002, RTB0304
Opiacee (codeina, morfina)UrinăHCXIST1050, IST1056
LSDSângeHCXIST1041
PhencyclidineUrinăHCXIST1039, IST1058
Reziduuri de medicamenteUrinăHCXIST1044, IST1081
ReziduuriScreening toxicologic, probe de sânge și țesut101IST1069
THC-COOH și metaboliţiUrinăTHCIST1001, IST1024
THC-COOH și metabolițiUrinăHAXIST1035, IST1060
CatecholaminaPlasmăMFC18IST1043
CatecholaminaUrinăMFC18IST1047, IST1071
Vitamina D și metabolițiPlasmăMFC18IST1021
Antidepresante tricicliceSerHCXRTD0304
Droguri interziseUrinăHCXLVG0804
Metaboliţii heroineiUrinăHCXIST1054
CocainaFir de părHCXIST1040
BenzodiazephamUrinăHCXIST1048
Acizi biliariSerHAXIST1052
Acizi biliariMFC18IST1030
Beta blocanțiSerC2IST1064
VMA, HVA, DOPAC, 5-HIAAUrinăSAXIST1028
2-5 hexandionUrinăC18(EC)IST1029
Acid metilmalonicUrină, plasmăSAXIST1031
Amine cuaternareProbe biologiceHCX-QIST1072
NandrolonFir de părC18IST1073
ClonazepamFir de părHCXIST1074
Molecule de medicamente liposolubileProbe biologice, extracţie lichid-lichidHM-NTN124
Piridoxina, riboflavina, tiaminaProbe biologiceENV+IST1007
Piridoxina, riboflavina, tiaminaProbe biologiceSCX2IST1009
OligonucleotidePurificarea masei de sinteză101AGNT1.1

 

Coloanele SPE de la Biotage se pot clasifica pe baza echilibrelor principale care apar între compușii probei și faza staționară în următoarele grupe:

  • non polare (apolare), umpluturi cu fază inversă: legături Van der Waals, efecte reciproce de dispersie;
  • polare, umpluturi cu fază normală: legături de hidrogen, interacțiuni dipol-dipol și Π – П;
  • umpluturi schimbătoare de ioni: interacțiuni ionice;
  • umpluturi cu mecanism mixt: combinație de efecte apolare și ionice.

Coloane SPE  ISOLUTE® cu umpluturi cu fază inversă, apolare

Aceste umpluturi sunt potrivite pentru extracția din soluții apoase a compușilor cu caracter neutru, acid sau bazic. Baza umpluturii cu fază inversă o constituie silicagelul de înaltă puritate ISOLUTE, caracterizat de particule cu formă neregulată, cu o distribuție îngustă a dimensiunilor acestora și cu suprafața specifică mare ( ~ 520m2/g ). Pentru a obține o suprafață hidrofobă silicagelul este modificat  în principal cu triclorsilani sau monoclorsilani. Cea mai bună retenție o au umpluturile C18, iar cea mai mică umpluturile modificate cu C2. Pe parcursul modificării rămân grupări silanolice libere care generează  efecte reciproce polare, imprimând comportamentul de schimbători de cationi. Pentru a evita aceste efecte se face end-capping, proces ce presupune eliminarea acestor grupări silanolice libere.

Umpluturile care au fost produse prin utilizarea de silanoli trifuncţionali au mai puține grupări silanolice libere datorită legăturilor încrucișate care iau naștere.

Umpluturile cu grupări funcționale fenil au o selectivitate mai largă decât grupările funcționale cu lanțuri deschise (C18, C8, etc), atât în cazul compușilor aromatici cât și a celor alifatici.

Coloanele umplute cu silicagel modificat cu cianopropil prezintă caracter apolar în mediu apos, iar în medii apolare funcționează ca un sorbent polar. Datorită acestei caracteristici pot fi utilizate la extracții din probe cu hidrocarburi.

Umpluturile ISOLUTE polimerice sunt recomandate în principal pentru extracția componenților polari din medii apoase. Pe suprafața umpluturii ENV+, pe lângă inelele fenolice se găsesc grupări hidroxi, din acest motiv pot fi umezite bine cu apă. Cu această umplutură se pot extrage și acei compuși polari care nu se leagă de umpluturile C18 sau C8.

Sorbenţii polimerici EVOLUTE sunt umpluturi ai căror suprafață se umectează bine cu apă, au puritate extrem de ridicată, au fost dezvoltate în special pentru pregătirea probelor biologice anterior analizei LC-MS. Umplutura ABN (Acid Basic Neutral) se recomandă pentru extracția din probe biologice a compușilor neutri, acizi sau bazici. Datorită dimensiunii optimizate a particulelor și a porilor, conținutul de endogeni a extractului este minim, reproductibilitatea metodei  și gradul de recuperare sunt excelente.

 

Caracteristicile umpluturilor cu fază inversă, apolare:

 

DenumireGrupare funcționalăEnd-cappingDimensiune particule, µmDiametru pori, ÅPagina producătorului
Umpluturi cu fază inversă pe bază de silicagel, ISOLUTE:
C18Octadecil silan,

-Si-(CH2)17-CH3,(-Si-OH)

5060pagina producătorului
C18(EC)Octadecil silan,

-Si-(CH2)17-CH3,(-Si-(CH3)3)

+5060pagina producătorului
MFC18Octadecil silan monofuncțional, -Si-(CH2)17-CH3,(-Si-OH)50125pagina producătorului
C8Octil, Si-(CH2)7-CH3,(-Si-OH)5060pagina producătorului
C8 (EC)Octil, Si-(CH2)7-CH3,(-Si-(CH3)3)+5060pagina producătorului
C4Butil, -Si-(CH2)3CH3, (-Si-OH)5060pagina producătorului
C2Etil, -Si-CH2CH3, (-Si-OH)5060pagina producătorului
C2 (EC)Etil, -Si-CH2CH3, (-Si-(CH3)3)+5060pagina producătorului
PHFenil, -Si-C6H5, (-Si-OH)5060pagina producătorului
CNCianopropil, -Si-(CH2)3CN, (-Si-OH)5060pagina producătorului

Umpluturi cu fază inversă pe bază de polimer, ISOLUTE:

ENV+Copolimer hidroxilat polistiren divinilbenzen90800pagina producătorului
101Copolimer polistiren divinilbenzen65100pagina producătorului

Umpluturi cu fază inversă pe bază de polimer, EVOLUTE:

ABNCopolimer polistiren divinilbenzen cu suprafața modificată3040pagina producătorului

 

Coloane SPE ISOLUTE®  cu umpluturi cu fază normală, polare

Coloanele de extracţie SPE cu umpluturi polare se utilizează în general pentru extracția din medii apolare a compușilor polari. Datorită selectivității ridicate a efectelor polare se pot separa și stereoizomeri.

Umpluturile ISOLUTE® cu faza normală au la bază Silicagel  simplu sau modificat, Fluorisil  sau Alumină, de înaltă puritate.

Umpluturile pe bază de Silicagel de înaltă puritate se caracterizează printr-o distribuţie îngustă a dimensiunilor particulelor, iar separarea componenților pe umplutură se datorează în principal efectelor legăturilor de hidrogen. Umpluturile CN și DIOL se comportă ca sorbenţi polari sau apolari, în funcție de natura mediului de extracţie. Umpluturile NH2 și PSA se comportă ca sorbenţi polari cu legături de hidrogen în medii apolare, iar în medii apoase se comportă ca schimbători slabi de anioni. Retenția umpluturilor DIOL, NH2 și PSA este mai mică decât a silicagelului.

Fluorisil-ul este o pulbere de magneziu-silicagel și reprezintă o alternativă a sorbenţilor polari pe bază de silicagel, utilizat pentru purificarea extractelor de solvenți apolari, îndepărtând impuritățile polare. Retenția componenților bazici este minimă. Este o metodă răspândită pentru analiza pesticidelor.

Alumina (oxid de aluminiu), beneficiază de o distribuţie a mărimii particulelor între 50 – 200µm și  activitate înaltă, asigurând retenția printr-un efect conjugat a mai multor mecanisme de interacțiune (legături de hidrogen, schimbător de ioni, interacțiunea cu atomul metalic central de aluminiu). Extinderea acestor tipuri diferite de interacțiuni poate fi îmbunătățită prin controlul pH-ului suprafeței, prin tratarea cu soluții acide, bazice sau neutre.

Umplutura AL-A , cu o suprafață cu pH de 4.5, obținut în urma spălării cu acizi,  prezintă o capacitate scăzută de retenție pentru compușii bazici.

Umplutura AL-N, cu suprafața cu pH neutru este potrivită deopotrivă pentru extracția din medii apoase și neapoase a aminelor și moleculelor aromatice.

Umplutura  AL-B are, datorită spălării cu baze, suprafața încărcată negativ, asigurând astfel retenția specifică a cationilor.

 

Caracteristicile umpluturilor cu fază normală, polare:

DenumireGrupare funcționalăEnd-cappingDimensiune particule, µmDiametru pori, ÅPagina producătorului
Umpluturi cu fază normală pe bază de silicagel, ISOLUTE:
SiSilicagel,

(-Si-OH)

5060pagina producătorului
CNCianopropil, -Si-(CH2)3CN,

(-Si-OH)

5060pagina producătorului
DIOL2,3-dihidroxipropoxipropil,

-Si-(CH2)3OCH2CHOH-CH2-OH, (-Si-OH)

5060pagina producătorului
NH2Aminopropil,

-Si-(CH2)3-NH2,   (-Si-OH)

5060pagina producătorului
PSAEtilendiamina-N-propil,

-Si-(CH2)3-NH(CH2)2NH2, (-Si-OH)

5060pagina producătorului

Umpluturi cu fază normală, ISOLUTE:

FlFlorisil, MgOx3,6SiO2x0,1OH150-25060pagina producătorului
AL-AOxid de Aluminiu, Al2O3, acid50-200120pagina producătorului
AL-NOxid de Aluminiu, Al2O3, neutru50-200120
AL-BOxid de Aluminiu, Al2O3, bazic50-200120

 

Coloane SPE ISOLUTE® cu umpluturi schimbătoare de ioni

Umpluturile ISOLUTE® schimbătoare de ioni sunt potrivite pentru extracția din medii apoase sau parțial apoase a compușilor ionizabili (acizi sau bazici) pe baza mecanismului de retenție schimbător de ioni. Baza umpluturii o constituie silicagelul de înaltă puritate ISOLUTE, caracterizat de particule cu forma neregulată, cu o distribuţie îngustă a dimensiunii particulelor, suprafață specifică mare (~520m2/g), particule cu diametrul de 50 µm și pori cu diametrul de 60 Å. Pe parcursul modificării umpluturii rămân grupări silanolice libere care funcționează ca centre polare, respectiv puternic schimbătoare de cationi.

Schimbători de anioni ISOLUTE®

Umpluturile NH2 și PSA se comportă ca sorbenţi polari în medii polare, interacționând prin legături de hidrogen iar în medii apoase se comportă ca schimbători slabi de anioni. Se pot utiliza pentru extracția acizilor tari. Schimbătorii tari de anioni SAX și PE-AX se recomandă pentru extracția din medii apoase a compușilor cu caracter bazic.

Schimbători de cationi ISOLUTE®

Schimbătorul de cationi slab CBA se utilizează la extracția componenților puternic bazici. La umplutura SCX-3, pe lângă schimbul de cationi apar și interacțiuni moleculare puternice, secundare.

Caracteristicile umpluturilor schimbătoare de ioni ISOLUTE®  și informații pentru comenzi:

 

DenumireGrupare funcționalăCapacitate meq/gClasă sorbentPagina producătorului
Umpluturi ISOLUTE schimbătoare de anioni:
NH2Aminopropil,

-Si-(CH2)3-NH2,   (-Si-OH)

0,6slab, pK: 9.8pagina producătorului
PSAEtilendiamina-N-propil,

-Si-(CH2)3-NH(CH2)2NH2

0,4slab, pK: 10.1, 10.9pagina producătorului
SAXAmina cuaternară (forma clorurată),

-Si-(CH2)3N+(CH3)3Cl

0,6puternicpagina producătorului
PE-AXAmina cuaternară (forma acetat),

-Si-(CH2)3N+(CH3)3OAc

0,6puternicpagina producătorului

Umpluturi ISOLUTE schimbătoare de cationi

CBAAcid propil carboxilic,

-Si-(CH2)3COOH

0,7slab, pK: 4.8pagina producătorului
SCXAcid benzensulfonic,

-Si-C6H5SO3H+

0,4puternicpagina producătorului
SCX-2Acid propilsulfonic,

-Si-(CH2)3SO3H+

0,5puternicpagina producătorului
SCX-3Acid etil benzensulfonic,

-Si-(CH2)2-C6H5SO3H+

0,6puternicpagina producătorului

 

Coloane SPE ISOLUTE® cu umpluturi cu mecanism mixt „Multimode”

Umpluturile ISOLUTE® „Multimode” sunt din silicagel modificat parțial cu catene apolare de carbon, iar restul cu grupări funcționale schimbătoare de ioni. Datorită mecanismului dual de interacțiune, pe aceste umpluturi se pot obține extracte de mare puritate din probele biologice. Pentru extracția compușilor bazici se recomandă utilizarea umpluturilor HCX schimbătoare de cationi iar pentru extracția compușilor acizi se recomandă utilizarea umpluturilor schimbătoare de anioni HAX.

Baza acestor umpluturi o constituie silicagelul de înaltă puritate ISOLUTE, caracterizat de particule cu forma neregulată, cu o distribuţie îngustă a dimensiunii particulelor, suprafață specifică mare (~520m2/g), particule cu diametrul de 50 µm și pori cu diametrul de 60 Å. Sunt umpluturi fără end-capping.

Umplutura puternic schimbătoare de cationi HCX se pretează excepțional pentru extracția unei game largi de compuși bazici, motiv pentru care este utilizată pe scară largă la analiza drogurilor din probe biologice. Cea mai mare retenție în cazul moleculelor bazice este oferită de umplutura HCX3. Cu umplutura schimbătoare de anioni slabă HCX-Q, se pot extrage selectiv baze puternice și amine cuaternare.

Pe suprafața umpluturilor Multimode se găsesc deopotrivă catene apolare de carbon, schimbătoare puternice de anioni și cationi, motiv pentru care pot fi utilizate la izolarea selectivă a componenților din amestecuri, pentru eluţie fracționată. Coloanele Multimode se pot utiliza cu succes pentru determinarea conținutului de acrilamidă din alimente afumate, cartofi prăjiți, chipsuri.

Caracteristicile umpluturilor cu mecanism mixt ISOLUTE®:

DenumireGrupare funcționalăClasa schimbătoare de ioniPagina producătorului
Umpluturi ISOLUTE cu mecanism dual, schimbătoare de cationi
HCXOctil, -SO3Puternic schimbătoare de cationipagina producătorului
HCX-3Octadecil, -SO3Puternic schimbătoare de cationipagina producătorului
HCX-5Butil, -SO3Puternic schimbătoare de cationipagina producătorului
HCX-QOctil, -COOSlab schimbătoare de cationipagina producătorului

Umpluturi ISOLUTE cu mecanism dual, schimbătoare de anioni

HAXOctil, -NR3+Puternic schimbătoare de anionipagina producătorului

Umpluturi ISOLUTE cu mecanism triplu, schimbătoare de ioni combinat

MultimodeOctadecil, -SO3, -NR3+Puternic schimbătoare de cationi și anionipagina producătorului