Extracción en fase sólida

Tratamiento de muestras
Manipulación y preparación de muestras
 Importancia y finalidad
 Tipo de muestra
 Naturaleza de la muestra
 Cantidad de muestra
 Proporción de sustancias objetivo
 Técnicas y procedimientos
2
Purificación de muestras
 Precipitación
(salting out )
 Derivatización
 Destilación
 Filtración
 Centrifugación
 Ultrasonido
 Extracción líquido – líquido
 Extracción sólido – líquido
 Extracción continua (Soxhlet)
 Cromatografía preparativa
 Cromatografía de afinidad
3
… purificación de muestras
 Extracción acelerada con solventes
 Extracción en fase sólida (cartuchos, jeringa)
 Extracción en fase sólida con membrana
 Extracción en fase sólida sobre placa
 MIcroextracción en fase sólida (SPME)
 Extracción por sorción sobre una varilla rotatoria (SBSE)
 Microextracción de gota única (SDME))
 Microextracción en fase líquida (HP-LPME)
 Extracción sólido-líquido (SEL)
 Dispersión de matriz en fase sólida
 Extracción asistida por microondas
4
Extracción Acelerada con Solventes
5
Extracción en fase sólida con discos
1
1. Carga de la muestra
2
2. Extracción de analitos
o elución de impurezas
Empaque dispuesto
sobre una membrana
6
 Extracción en fase sólida con placas
10 – 25 mg
30 – 50 mg
50 – 100 mg
NEXUS
LMS
C18
C18-HF
C8
C2
CN
NH2
7
Microextracción
en fase sólida
SPME
8
8
SPME
9
Stir-bar sortion (SBSE)

Baltussen, 1999

10
Single-Drop Microextraction (SDME)
Liu y Dasgupta, Anal. Chem. 68, 1996.
Jeanott y Cantwell, Anal. Chem. 68, 1996.
11
Microextracción en fase líquida (HF-LPME)
Pedersen-Bjergaard y Rasmussen, Anal. Chem. 71, 1999.
12
Extracción sólido – líquido (SLE)
A
R. Majors, LCGC. 2012.
13
Extracción sólido – líquido (SLE)
B
R. Majors, LCGC. 2012.
14
Extracción sólido – líquido (SLE)
C
R. Majors, LCGC. 2012.
15
Objetivos (SPE)


facilitar el análisis
optimizar la muestra mediante
concentración del analito y la
remoción de impurezas
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EXTRACCION EN FASE SOLIDA (SPE)
• Método de extracción para la preparación rápida de
muestras en el cual una fase estacionaria sólida se
encuentra generalmente en una especie de cilindro en
forma de jeringa. Se emplea para extraer selectivamente,
concentrar y purificar sustancias antes de su análisis
generalmente por HPLC o GC.
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SPE
 Elimina coimpurezas que de otra forma coeluyen con el analito de
interes y/o particulas que pueden perjudicar el instrumento
 Concentra los analitos con lo cual se mejora la sensibilidad
 Facilita el procesamiento rápido, eficiente y simultáneo de muestras
 Permite el intercambio de solventes o buffer antes del análisis
 Provee extracciones de alta eficiencia con recuperación cuantitativa
de los analitos y con bajos niveles de contaminantes
 Conduce a resultados consistentes y reproducibles, siempre y
cuando
las
condiciones
de
extracción
sean
adecuadamente
optimizadas y la química de la superficie adsorbente sea reproducible
18
Cartucho para extracción en fase sólida
1
2
3
4
5
6
7
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Entrada
Reservorio para la muestra
Cilindro
Filtro poroso
Adsorbente
Filtro poroso
Salida
19
20
21
22
23
24
SPE de retención
acondicionamiento
aplicación de la muestra
lavado
elución
25
 SPE de no retención
acondicionamiento
aplicación de la muestra
lavado
26
Sistema de extracción múltiple
27
SPE vs LLE
 Mayor selectividad y especificidad
 Altas recuperaciones
 Mejor separación de interferencias y de
partículas
 Mayor consistencia y reproducibilidad
 Reducción del trabajo y facilidad de ejecución
 Rápido procesamiento de múltiples muestras
 Mayor flexibilidad en términos de miscibilidad
de solventes
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.... SPE vs LLE
 Eliminación de emulsiones
 Reducción apreciable de consumo de solvente
 Solventes menos contaminantes y reducción
de la exposición del personal de laboratorio a
solventes inflamables y/o tóxicos
 Concentración de los analitos mejorando la
sensibilidad, reducción del LOD y del LOQ
 Aumento en resolución y en el tiempo de vida
de la columna
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Mecanismos de extracción
Los adsorbentes generalmente se clasifican de
acuerdo a la naturaleza de la interacción o al
mecanismo de retención con el analito de interés :
 Fase inversa
 Fase normal
 Intercambio iónico
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PROTOCOLO PARA SPE
1. Acondicionamiento
2. Carga de la muestra
3. Lavado
4. Elución
31
PROTOCOLO PARA SPE
1. Acondicionamiento
Reversa
Normal
Intercambio
iónico
Metanol
Hexano
Metanol
Acetonitrilo
Tolueno
Isopropanol
Isopropanol
Cloruro de
metileno
Agua
Cloroformo
32
PROTOCOLO PARA SPE
2. Dilución y carga
Reversa
Agua
Normal
Hexano
Intercambio
iónico
Buffer (pH) con
fuerza iónica
baja
33
PROTOCOLO PARA SPE
3. Lavado
Reversa
Normal
Metanol/agua
Hexano/
Acetonitrilo/agua
isopropanol
Intercambio
iónico
Buffer (pH) con
fuerza iónica
intermedia
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PROTOCOLO PARA SPE
4. Elución
Reversa
Normal
Intercambio
iónico
Metanol
Metanol
Sales con alta
Acetonitrilo
Isopropanol
fuerza iónica
Metanol/Agua
(solos o en mezcla
Buffer (pH)
Acetonitrilo/agua
con solventes
Acidos fuertes
Metanol / ácido
orgánicos no
Bases fuertes
Metanol / base
polares y/o con
Acetonitrilo/ácido
ácidos)
Acetonitrilo/base
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…desarrollo y optimización del método
Generalmente se realiza mediante 12 pasos:
1. Clasificación del analito
2. Clasificación de la muestra matriz
3. Establecer la técnica analítica
4. Determinar el mecanismo de la extracción
5. Selección de la química del adsorbente
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…desarrollo y optimización del método
6. Considerar el volumen de la muestra matriz
7. Escoger la masa del adsorbente
8. Escoger la configuración y tamaño de la columna
9. Optimizar la preparación de la matriz de la muestra
10. Optimizar las condiciones de lavado
11. Optimizar la elución
12. Analizar y cuantificar
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 SELECCION DEL PRODUCTO ADECUADO:
Decisiones básicas:
1. Mecanismo de retención del analito
2. Química del adsorbente
3. Masa del adsorbente
4. Diseño y configuración física de la columna
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Bogotá, Agosto 11-12/2015