Le modèle SPE-03 est un système d'extraction en phase solide automatisée pour purifier 8 échantillons en parallèle.

L’extraction en phase solide automatisé est un système automatisant toutes les étapes pour faire de l’extraction sur cartouche SPE. Cela va du conditionnement de la cartouche à l’élution des analytes en passant par le séchage de la cartouche, le dépôt de l’échantillon, l’extraction et de la purification.

L'extraction en phase solide est utilisée dans l'analyse chimique des échantillons "fluides-liquides" en éliminant les constituants indésirables et en ne conservant que les analytes d'intérêt. Il s'agit d'une étape cruciale de la préparation des échantillons pour la chromatographie liquide et gazeuse. Les applications typiques comprennent l'analyse des pesticides et de divers polluants dans l'eau, des médicaments dans les aliments et le sang, ainsi que des huiles et des graisses dans les échantillons environnementaux.

Échantillon original ===❯ Extraction en phase solide ===❯ Analyse

Le principe de fonctionnement de l'extraction en phase solide est l'adsorption des analytes sur la phase solide (matériau sorbant dans la cartouche d'extraction en phase solide), ce qui permet de les éliminer de la phase liquide d'origine (échantillon liquide). Le type de cartouche SPE doit être sélectionné en fonction des propriétés chimiques et physiques des analytes.

L'extraction en phase solide est une procédure qui prend du temps et qui nécessite une manipulation soigneuse et contrôlée. La réalisation de l'extraction en phase solide sur de grands lots d'échantillons peut être laborieuse et sujette à des erreurs humaines. En fait, la majorité du temps passé et des erreurs commises lors des analyses chimiques proviennent de la préparation des échantillons. L'équipement SPE automatisé de PromoChrom peut atténuer ce problème en exécutant les étapes sans surveillance et avec une grande répétabilité et reproductibilité. La conception ouverte permet de placer facilement les échantillons, les solvants, les cartouches et les flacons de collecte. Une fois cela fait, l'utilisateur n'a plus qu'à saisir les étapes SPE souhaitées et à cliquer sur démarrer. L'interface simple permet aux utilisateurs de choisir l'échantillon et le solvant à utiliser, ainsi que le débit et le volume. Voir nos systèmes SPE.

La chromatographie sur colonne est une technique de séparation très ancienne. Elle utilise du gel de silice, de l'alumine ou un autre sorbant pour séparer les mélanges. Le mode de fonctionnement est similaire à celui de la HPLC en phase normale. Il y a environ 40 ans, le gel de silice lié au C18 est conditionné en petites colonnes (parfois appelées cartouches) et est utilisé pour extraire les composés organiques de l'eau, comme alternative à la séparation liquide/liquide. Cette pratique est appelée extraction en phase solide. Il s'agit en fait d'un type de chromatographie sur colonne, qui ressemble à la HPLC en phase inverse. Aujourd'hui, le gel de silice et l'alumine sont également conditionnés en petites cartouches et appelés colonnes SPE. Il semble donc que tant que le sorbant est emballé dans de petites cartouches, la pratique est appelée extraction en phase solide.

La SPE comporte normalement 5 étapes : 1) activer pour que le sorbant soit bien mouillé ; 2) équilibrer pour ajuster la force d'extraction ; 3) charger l'échantillon ; 4) éliminer les interférences ; 5) laver et recueillir la fraction ciblée.

Les colonnes SPE peuvent être classées, en utilisant la pratique de la HPLC, comme suit : type phase inverse, type phase normale, type échange d'ions et type mode mixte. Si l'échantillon est aqueux (comme l'eau, l'urine, le plasma, le jus), les colonnes C18 (type phase inverse) sont le plus souvent utilisées. Si l'échantillon est dans des solvants organiques, il faut utiliser une colonne à phase normale (Florisil, gel de silice, alumine, etc.).

Le solvant d'activation doit être capable de bien mouiller le sorbant de la colonne SPE et être compatible avec le solvant d'équilibrage. Pour les colonnes de type phase inverse, le méthanol, l'iso propanol ou d'autres solvants polaires peuvent être utilisés. Pour les colonnes de type phase normale, on peut utiliser de l'hexane, du toluène ou d'autres solvants de faible polarité. Les solvants d'équilibrage doivent être compatibles avec le solvant d'activation, bien mouiller le sorbant et avoir un faible pouvoir d'élution. Si le pouvoir d'élution est élevé, le composé ciblé ne sera pas bien piégé sur la colonne. Pour une colonne en phase inverse, l'eau ou une solution tampon est souvent utilisée pour l'équilibrage. Pour les colonnes en phase normale, un solvant de faible polarité est souvent utilisé pour l'équilibrage. Les solvants utilisés pour la collecte doivent être compatibles avec le solvant d'élution précédemment utilisé, peuvent éliminer les composés ciblés avec un petit volume et sont faciles à évaporer.

Pour une colonne de 3-mL, le débit est normalement de 3-5 mL/min. Pour une colonne de 6 ml, le débit est normalement de 6 à 10 ml/min. Si la colonne est de type échangeur d'ions, le débit est normalement plus faible. Pour une colonne en phase inverse, le débit doit être réglé à l'extrémité supérieure.

Lorsque le pH peut affecter l'extraction des composés ciblés (normalement des composés ionisables, tels que les amines et les acides) ou la matrice de l'échantillon, cela peut affecter l'analyse.

Lorsque l'élution se fait par gravité, l'air présent dans le sorbant peut modifier la trajectoire des solvants et réduire l'efficacité de l'extraction. Dans la pratique standard de l'ancienne chromatographie sur colonne, le sorbant doit être recouvert en permanence de solvant pour éviter les bulles d'air. Cependant, dans la nouvelle pratique SPE, les particules de sorbant sont beaucoup plus petites et l'élution est effectuée par une pompe ou une pression. Les bulles d'air dans le sorbant peuvent être expulsées rapidement. Ce n'est donc plus un problème. En fait, la colonne est souvent purgée à l'air pour l'échange de solvants.

Comme mentionné dans la question précédente, pour la SPE utilisant une pompe à solvant, le lit de sorbant doit être humide en permanence. Par exemple, après avoir activé une colonne C18 avec du méthanol, on peut purger la colonne avec de l'air, puis charger un échantillon aqueux.

Lorsqu'un échantillon aqueux est chargé ou que des solvants aqueux sont utilisés, le solvant de collecte peut avoir des difficultés à interagir correctement avec la colonne. De plus, l'eau de la colonne peut se retrouver dans la fraction collectée et affecter l'évaporation ultérieure. La colonne SPE peut être séchée par purge d'azote ou d'air. Le débit du gaz ne doit pas être trop élevé, sinon certains composés ciblés peuvent être perdus. Il peut être contrôlé entre 300 et 500 ml/min.

Si les composés ciblés sont polaires, la cause principale de la faible récupération sera l'efficacité de l'extraction. Les facteurs pertinents sont la force des solvants d'élution, la quantité de sorbant dans la colonne, le volume de l'échantillon et le pH de la solution d'échantillon. Si les composés ciblés sont de faible polarité (comme les HAP, les PCB, les hydrocarbures), les principales causes de faible récupération sont l'adsorption par le récipient et la tubulure et la perte par évaporation. Les facteurs pertinents sont l'inertie des composants mouillants et de la colonne et la compatibilité des solvants avec les composés ciblés.

Une colonne SPE usagée piège les composants de la matrice de l'échantillon et les particules ou les grosses molécules (comme les acides humiques et les protéines) peuvent également bloquer la colonne. Une colonne SPE peut être réutilisée dans deux cas : 1) la matrice de l'échantillon est simple, de sorte que la capacité de la colonne n'est pas entièrement utilisée ; ou 2) les interférences piégées de l'échantillon peuvent être éliminées. Dans le second cas, seule la colonne C18 permet d'éliminer facilement les interférences piégées dans l'échantillon. Pour les colonnes à phase normale et les colonnes à échange d'ions, l'élimination des composants piégés n'est pas facile. En général, si vous utilisez une colonne en phase inverse et que votre échantillon est propre, vous pouvez régénérer la colonne pour un usage répété.