Estrazione in fase solida (SPE)

L’estrazione in fase solida (SPE) è una tecnica ideata per consentire preparazioni e purificazioni dei campioni rapide e selettive, prima di sottoporli ad analisi cromatografiche (es. HPLC, GC, TLC). Nella SPE, si isolano uno o più analiti contenuti in un campione liquido mediante estrazione, ripartizione e/o adsorbimento su una fase stazionaria solida.  

La preparazione del campione via SPE converte la matrice originale del campione in una matrice più semplice. Ciò rende il campione più adatto alla successiva analisi cromatografica, qualitativa o quantitativa che sia, spesso semplificandola e migliorando il risultato finale. Il fatto che la matrice sia meno complessa, inoltre, riduce lo stress esercitato sul sistema analitico e può anche allungarne la durata in esercizio.

Una procedura SPE ottimizzata permette di:

• modificare la matrice del campione, rendendola più compatibile con il metodo cromatografico prescelto;
• concentrare gli analiti (arricchimento di tracce), aumentando la sensibilità del metodo;
• rimuovere i materiali interferenti che causano rumore di fondo troppo alto, picchi spuri e/o scarsa sensibilità dell’analisi cromatografica;
• proteggere la colonna analitica dai contaminanti;
• automatizzare il processo di estrazione.

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 una tecnica selettiva e versatile perché può contare su svariati adsorbenti e condizioni di eluizione differenti al variare degli analiti e delle matrici. Adsorbenti comunemente utilizzati nella SPE sono:

• a base di silice
  • in fase inversa (C18, C8, ciano, fenil)
  • in fase normale (silice, dioli, NH₂)
  • a scambio ionico (SAX, WCX, SCX)
• a base di carbonio
• a base polimerica (varie formulazioni, diverse funzionalità)
• di altro tipo, come il Florisil^® (silicato di magnesio) o l'allumina
• a letto misto: combinazioni di quasi tutte le tipologie sopra elencate 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 di SPE HybridSPE e QuEChERS operano applicando quest'ultima modalità.

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

Applicazioni comuni della SPE

La SPE è usata spesso nei settori farmaceutico, clinico, della diagnostica ad alta produttività, forense, ambientale e agrochimico/alimentare per analisi correlate a:

• composti farmaceutici e metaboliti in fluidi biologici
• stupefacenti in fluidi biologici
• inquinanti ambientali in acque potabili e di scarico
• pesticidi, antibiotici o micotossine in campioni alimentari o agricoli
• dissalazione di proteine e peptidi
• frazionamento di lipidi
• vitamine idrosolubili e liposolubili