Method Development Guidelines SPE SCX-2 Sorbents

Význam tématu

Solid phase extraction (SPE) s využitím silně kationtových sorbentů představuje efektivní a selektivní způsob izolace organických kationtů z vodných matric. Metoda umožňuje kvalitní přípravu vzorků pro další analýzy (LC, GC, MS), snižuje interferenci složitých matric a podporuje robustní a reprodukovatelné výsledky v průmyslové i výzkumné praxi.

Cíle a přehled studie

Cílem materiálu je popsat zásady vývoje metody extrakce vodných vzorků pomocí sorbentu ISOLUTE SCX-2. Klíčové body zahrnují optimalizaci pH a iontové síly, postup kondicionace a eluční strategie pro maximální retenci a vysoké výtěžky analyzovaných sloučenin.

Použitá metodika a instrumentace

Pro extrakci byly doporučeny následující kroky:

• Předúprava vzorku: snížení iontové síly na méně než 0,05 M ředěním deionizovanou vodou nebo slabým pufrem.
• Úprava pH: vzorek se upraví na hodnotu o 2 pH jednotky pod pKa analyzovaných kationtů (dvoufázové pH pravidlo) s použitím 10–20 mM pufru.
• Kondicionace kolonky: solvace metanolem, acetonitrilem nebo THF a ekvilibrace vzorkem s podobnou iontovou silou.
• Nanášení vzorku: doporučené průtoky jsou 1 mL/min (1 mL kolony), 3 mL/min (3 mL) a 7 mL/min (6 mL).
• Oplach interferencí: 10–20 % metanol nebo acetonitril v pufru pro odstranění lipofilních složek.
• Eluce analytů:
  
  1. Vysoká iontová síla (>0,1 M, pro dvoučečně kladné >0,2 M) – displacement masovým působením jiných kationtů.
  2. pH úprava (pro slabé kationty) o 2 jednotky nad pKa analytu.
  3. Volitelně organický modulátor s prchavým bází (2–5 % tetramethylamonného hydroxidu) pro GC.

Použitá instrumentace

• Sorbenty ISOLUTE SCX-2 ve formátu kolon (1, 3, 6 mL) nebo 96-well destiček.
• Solventy: methanol, acetonitril, THF, voda deionizovaná.
• Pufry 10–20 mM pro kontrolu pH (např. kyselina mravenčí, acetátový, fosfátový).

Hlavní výsledky a diskuse

ISOLUTE SCX-2 je silný kationtový výměník s trvalým záporným nábojem v rozsahu pH 1–14 a minimálními nepolárními interakcemi. Retence analytů je zajištěna iontovou výměnou při nízké iontové síle a optimálním pH. Eluce masovou výměnou nebo pH úpravou poskytuje vysoké výtěžky bez nutnosti organických modifikátorů.

Klíčové poznatky:

• DvoupH jednotkové pravidlo potvrzuje >99 % ionizace při pH o dvě jednotky od pKa.
• Nízkoiontové podmínky minimalizují konkurenční vyvázání kationtů.
• Možnost plně vodného elučního systému zjednodušuje manipulaci a snižuje spotřebu organických rozpouštědel.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda přináší:

• Vyšší selektivitu a čistotu extrahátů.
• Flexibilitu v eluci bez nutnosti silných organických fází.
• Jednodušší integraci do automatizovaných pracovních postupů (96-well formát).

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávaný rozvoj:

• Propojení SPE s on-line LC/MS systémy pro rychlé analýzy stopových koncentrací.
• Vývoj sorbentů s modulovanou selektivitou pro širší spektrum analyzovaných látek.
• Implementace zelenějších rozpouštědel a udržitelné automatizační platformy.

Závěr

SPE s ISOLUTE SCX-2 nabízí spolehlivou a univerzální platformu pro izolaci organických kationtů z vodných vzorků. Dodržení zásad pH a iontové síly zaručuje vysokou retenci a efektivní eluci při minimalizaci organických rozpouštědel.

Reference

Biotage Method Development Guidelines: Solid Phase Extraction Using ISOLUTE SCX-2 Sorbents for the Extraction of Aqueous Samples, TN107.V.1, Biotage, 2017