Estrazione in fase solida (SPE)

L’estrazione in fase solida (SPE) è una tecnica ideata per una rapida e selettiva preparazione e purificazione del campione prima di analisi cromatografiche es. HPLC, GC, TLC). Nella SPE, uno o più analiti contenuti in un campione liquido sono isolati mediante estrazione, partizione e/o adsorbimento su una fase solida stazionaria.

La preparazione del campione via SPE converte la matrice originale del campione in una più semplice. Ciò rende il campione più adatto per la successiva analisi cromatografica, spesso semplificando e migliorando l’analisi finale qualitativa e quantitativa. Un campione contenuto in una matrice più semplice permette di non spingere al massimo un sistema analitico e potenzialmente ne allunga il ciclo di vita.

Una procedura SPE ottimizzata permette di:

• cambiare la matrice del campione per renderla più compatibile con il metodo cromatografico prescelto
• concentrare gli analiti (arricchimento di tracce), aumentando la sensibilità del metodo
• rimuovere le interferenze che causano un fondo troppo alto, falsi picchi e/o scarsa sensibilità dell’analisi cromatografica
• proteggere la colonna analitica da contaminanti
• automatizzare il processo di estrazione

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Come funziona la SPE?

Nella SPE, la fase stazionaria (adsorbente o resina) lega o l’analita o le impurezze mediante interazioni forti ma reversibili, per estrarre da un campione complesso l’analita di interesse in modo riproducibile e rapido.

La SPE è selettiva e versatile perché può contare su svariati adsorbenti e condizioni di eluizione per diversi analiti e matrici. Comuni adsorbenti SPE includono:

• a base di silice
  • fase inversa (C18, C8, ciano, fenil)
  • fase normale (silice, dioli, NH₂)
  • scambio ionico (SAX, WCX, SCX)
• a base di carbonio
• a base polimerica (varie formulazioni, diverse funzionalità)
• altre, come Florisil^® (silicato di magnesio) o allumina
• a letto misto: combinazioni di quasi tutte le fasi sopraelencate in strati successivi

Strategie per la SPE

Nella SPE di tipo “lega-eluisci”, l’analita di interesse viene catturato dall'adsorbente e gli interferenti della matrice passano attraverso la cartuccia. Nella SPE di “rimozione delle interferenze”, l'adsorbente cattura gli interferenti della matrice e gli analiti di interesse passano liberamente. I metodi HybridSPE e QuEChERS procedono eliminando le interferenze.

Il metodo di SPE ottimale dipende da struttura, solubilità, polarità e proprietà lipofile dell’analita (coefficienti di distribuzione). Sono disponibili guide per aiutare nella scelta della fase stazionaria e del solvente più appropriati per l’applicazione di interesse.

Comuni applicazioni della SPE

La SPE è usata spesso in ambito farmaceutico, clinico e diagnostico ad alto rendimento, forense, ambientale e agrochimico/alimentare per analisi correlate a:

• composti farmaceutici e metaboliti in fluidi biologici
• droghe d’abuso in fluidi biologici
• inquinanti ambientali in acque potabili e di scarico
• pesticidi, antibiotici o micotossine in campioni di origine alimentare o agricola
• dissalazione di proteine e peptidi
• frazionamento di lipidi
• vitamine solubili in acqua e grassi