A preparação da amostra é talvez a fase mais importante do processo analítico. O seu impacto na qualidade da análise e nos resultados é determinante.
Demasiado radical esta afirmação? Nem por isso.
Estudos mostram que a preparação de amostras representa mais de 60% do tempo gasto pelos técnicos de laboratório durante as suas atividades. Além disso, é também uma das principais fontes de erro.
A extração em fase sólida (SPE) é uma técnica que introduz rigor e rapidez no processo de preparação de amostras para cromatografia, estando presente na maioria dos laboratórios.
Mas para proceder à SPE precisa de selecionar os cartuchos adequados e os métodos de extração mais convenientes.
Saiba tudo neste artigo, inclusive os passos envolvidos no processo.
O que é a Extração em Fase Sólida?
A SPE é uma técnica para separação líquido-sólido, usada para isolar ou concentrar substâncias específicas - os analitos - a partir de uma matriz complexa.
Desenvolvida no início dos anos 70, a técnica foi disponibilizada comercialmente uns anos mais tarde, sob a forma de cartuchos descartáveis.
O princípio da SPE é simples: os compostos que se pretendem extrair fixam-se ao cartucho de extração em fase sólida e são depois recuperados durante a eluição.
Ao remover os elementos dispensáveis numa amostra, obtém-se uma maior sensibilidade cromatográfica durante a análise e melhoram-se os limites de deteção.
A técnica está perfeitamente adaptada ao pré-tratamento de matrizes complexas, tais como urina, sangue, amostras de água ou outras de caráter ambiental.
Razões para utilizar a Técnica de Extração em fase Sólida em detrimentos de outros métodos
Este método de retenção tornou-se bastante popular nos últimos anos.
A sua aceitação em massa deve-se à simplicidade na execução da técnica, eficácia e baixo custo - sobretudo quando comparada com a técnica de extração líquido-líquido (LLE).
Depois, existem também ganhos de produtividade e melhoria na precisão dos resultados analíticos. A Técnica de Extração em fase Sólida acelera e automatiza a etapa de extração de forma a tornar-se reprodutível e eliminar, ao máximo, os erros associados.
Assim, os laboratórios introduzem a SPE nas suas rotinas porque lhes permite:
- Otimizar o tempo de preparação da amostra;
- Melhorar a reprodutibilidade dos resultados (e da análise);
- Reduzir os tipos e quantidades de interferências em matrizes complexas (amostras ambientais e biológicas);
- Melhorar a precisão da análise e da análise qualitativa e quantitativa.
Para extrair os componentes indesejados e purificar a amostra, existem diversos tipos de cartuchos e respetivos mecanismos de extração.
No entanto, importa salientar que a seleção do cartucho e respetivo enchimento é crucial devido à afinidade específica de cada tipo para certos compostos.
Tipos de Mecanismos de SPE Extração
Fase Reversa
Extração de analitos hidrofóbicos ou polares de uma mistura aquosa
É considerado o mecanismo de retenção menos seletivo - comparando com a SPE de fase normal ou de troca iónica - dada a dificuldade de fazer a diferenciação entre moléculas com estruturas semelhantes.
No entanto, como a fase reversa retém a maioria das moléculas com caráter hidrofóbico, é um método útil para extrair analitos na amostra que são muito diversos na sua estrutura.
Este mecanismo é usado em amostras de sangue, drogas e seus metabolitos, em amostras de urina, em amostras ambientais e ácidos orgânicos em bebidas.
Nota: a polaridade é mais fraca do que a do gel de sílica e a polaridade é mais fraca do que C18 ou C8 na extração de fase reversa.
Fase Normal
Extração de analitos polares de solventes orgânicos não polares
Este mecanismo é mais utilizado quando o analito de interesse tem polaridade baixa a alta ou é neutro. O cartucho contém um adsorvente polar, como a sílica (cartuchos SPE C18).A sílica é caracterizada por ser muito polar e fracamente ácida.
Sendo a separação baseada na polaridade, com os componentes menos polares ou não polares que eluem primeiro.
Fase Iónica
Extração de analitos carregados de amostras orgânicas aquosas ou não polares.
Este mecanismo de retenção envolve a extração de analitos com base na sua carga iónica a partir de amostras orgânicas aquosas ou não-polares. O mecanismo apresenta a vantagem de permitir separar tipos de moléculas idênticas - o que não seria possível com outros métodos.
4 passos do Protocolo de Extração em Fase Sólida
Por norma, o protocolo para a extração em fase sólida precisa de 4 etapas. No entanto, podem existir passos adicionais consoante o mecanismo escolhido para a extração (ver tabela).
1. Condicionamento da fase estacionária
Ativação da substância utilizada com um solvente orgânico ou uma mistura de solventes de forma a eliminar os contaminantes e favorecer as trocas no absorvente.
O condicionamento do cartucho envolve a passagem de um pequeno volume de solvente apropriado por forma a humedecer o solvente e garantir uma interação consistente.
Nota: é importante que o cartucho não seque antes da introdução da amostra.
2. Carregamento da amostra
Etapa em que a amostra é introduzida no adsorvente. As impurezas que não têm afinidade com o mesmo não vão ser extraídas, enquanto que o analito de interesse fica retido.
Para obter a máxima purificação, é importante que a taxa de fluxo da amostra seja feita de forma controlada. 
3. Lavagem dos cartuchos
Etapa que consiste na eliminação dos interferentes que possuem menos interação com o adsorvente. É possível utilizar outras soluções (solventes ou mistura de solventes) para obter uma maior eficácia desde que tenham o mínimo de afinidade com os compostos que se pretende isolar.
4. Eluição dos compostos
O objetivo da eluição é recuperar a totalidade dos compostos que se deseja isolar e que estão retidos no adsorvente.
Nesta etapa, é essencial que o solvente (ou a mistura de solventes) tenha o máximo de interação com os analitos e o mínimo possível com outros compostos indesejáveis que podem ficar retidos no adsorvente.
A velocidade de eluição vai sempre depender das dimensões da coluna, cartucho e quantidade de adsorvente.
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A SPE é uma técnica rápida, na maioria dos casos, não leva mais do que 30 minutos.
Além de ser fácil de realizar, tem a grande vantagem de poder ser automatizada, contribuindo para a fiabilidade dos resultados.
Para usar este método com o máximo de desempenho, importa escolher o volume do cartucho ou da coluna e o adsorvente apropriado, bem como estimar o volume de analito que pretende obter no final da extração.
Existe uma vasta gama de cartuchos para SPE, sendo que a maioria utiliza interações iónicas, hidrofóbicas ou polares.
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2021-06-16
