Como escolher o melhor solvente de eluição para Extração Líquida Suportada – SLE?
A escolha do solvente de eluição SLE correto com base nas propriedades do analito produz os extratos mais limpos com as maiores recuperações.
A Extração Líquida Suportada (SLE) é uma técnica de extração que separa os compostos com base em sua afinidade por um solvente em relação a outro solvente imiscível.
Os mesmos princípios fundamentais da extração líquida/líquida são aplicados na técnica, em que um solvente orgânico imiscível apolar, como hexano, MTBE ou acetato de etila, é misturado com uma amostra aquosa. Ao misturar; os componentes da amostra aquosa irão particionar no solvente orgânico apolar em graus variados. Quanto mais apolar for o composto, maior será a porcentagem de partição.
O SLE difere apenas no fato de que o solvente aquoso é mantido no local por um meio sólido altamente polar.
Conforme a amostra aquosa penetra no meio de suporte, os componentes apolares se concentram na superfície. Dessa forma, o material é então lavado com o solvente orgânico apolar, permitindo que os componentes apolares se dividam e sejam coletados para análise.
A Extração Líquida Suportada (SLE) é uma ótima alternativa à extração líquido-líquido (LLE). SLE funciona para a extração de uma amostra que pode ser extraída por LLE.
Desse modo, a extração líquido-líquido, também conhecida como particionamento, é um processo de separação que consiste na transferência de um soluto de um solvente para outro, sendo os dois solventes imiscíveis ou parcialmente miscíveis entre si. Enfim, quanto mais hidrofóbico for o composto, mais hidrofóbico pode ser o solvente de eluição, produzindo extratos de SLE mais limpos.
Uma boa regra geral é que, se o analito tiver um logP ≥ 1, ele é um bom candidato para SLE. Alguns analitos com valores de logP negativos também funcionarão por SLE+, mas analitos mais hidrofílicos ou polares requerem um solvente de eluição mais polar. Lembre-se: um solvente de eluição para LLE ou SLE deve ser imiscível em água. Mesmo solventes orgânicos imiscíveis em água podem ter alguma solubilidade em água. A polaridade do solvente e a solubilidade em água podem afetar a limpeza do extrato.
> Entenda a Tabela
Hidrocarbonetos alifáticos como hexano e heptano são os mais apolares de nossos solventes de eluição comumente usados. Solventes orgânicos que possuem momento de dipolo, como MTBE, diclorometano e clorofórmio são mais polares, mas ainda imiscíveis em água.
Um exemplo clássico é a extração de ácidos carboxílicos (HA) em meios apolares como o benzeno. Aqui, é frequente que o ácido carboxílico forme um dímero na camada orgânica, de modo que a proporção de distribuição mude em função da concentração de ácido (medida em qualquer fase).
Observe o aumento da solubilidade em água desses solventes em comparação com hexano e heptano. O acetato de etila é nosso solvente imiscível em água mais polar – na verdade, é mais polar que o isopropanol (IPA) e o mais solúvel em água. Os solventes metanol e acetonitrila, que podem modificar o solvente de eluição do SLE, são os mais polares e também miscíveis em água. O IPA pode ser usado para modificar o solvente de eluição SLE+.
Usar um solvente orgânico mais polar ou adicionar um modificador orgânico miscível em água ao seu solvente de eluição SLE pode melhorar o particionamento de analitos com um logP ≤ 1, mas deve-se tomar cuidado para não exagerar. Combinações de solventes de eluição mais polares melhorarão a recuperação de analitos mais polares, mas também podem aumentar a extração de interferências da amostra aquosa. Se seus analitos puderem ser extraídos com 100% de hexano ou heptano, isso fornecerá os extratos mais limpos. Depois MTBE e DCM fornecem extratos muito limpos.
Conforme adicionado IPA ao DCM pode melhorar a recuperação de compostos mais hidrofílicos com valores de logP mais baixos ou negativos. Certamente você também pode tentar adicionar quantidades muito pequenas de acetonitrila ou MeOH. O acetato de etila funciona bem para a eluição de analitos mais polares, mas os extratos não serão tão limpos. Eu tentei acetato de etila 90:10:IPA para eluição de um grande painel de drogas na urina por LES+. A combinação deu boa recuperação de analitos mais hidrofílicos, mas aumentou os efeitos de matriz para alguns compostos.
> Então, o que um químico de desenvolvimento de métodos deve fazer?
- Conhecer o logP e o pKa de seus analitos de interesse;
- Usar o solvente mais apolar que puder;
- Experimentar combinações de hexano e acetato de etila e escolher a menor quantidade de acetato de etila que forneça a recuperação desejada;
- Modificar o DCM com 5-10% de IPA ou 1-2% de MeOH ou ACN;
Os extratos não serão tão limpos, então calcule a recuperação, o efeito de matriz e a eficiência do processo para encontrar o solvente de eluição com a melhor recuperação e os menores fatores de matriz.
Para trabalhar com amostras biológicas, alimentares e ambientais, os produtos de extração SLE permitem uma preparação de amostras rápida e confiável. Como as interações ocorrem entre um líquido e um sólido, em vez de dois líquidos, nenhuma emulsão é formada. Isso melhora a eficiência da extração em comparação com as extrações líquido-líquido tradicionais. Além disso, a extração SLE não requer etapas de mistura de amostras ou separação de fases, tornando-a menos demorada e trabalhosa. Ao eliminar a agitação, o SLE é fácil de automatizar.
Em conclusão, durante anos o material de terra de diatomáceas foi usado para extrações de LES, como a terra de diatomáceas é extraída, e não fabricada, é difícil controlar o tamanho das partículas, o que pode comprometer os resultados. Chem Elut S, um produto sintético de extração SLE, de fato tem um tamanho de partícula controlado e oferece fluxo consistente e uniformidade em cada lote. Isso melhora a reprodutibilidade, minimizando a variabilidade de analista para analista e de lote para lote.
Fontes de pesquisa:
- https://www.mn-net.com/chromatography/solid-phase-extraction-spe
- https://www.thermofisher.com/br/en/home/industrial/chromatography/chromatography-sample-preparation
- https://www.agilent.com/en/product/sample-preparation
- https://www.biotage.com
Por Pedro Alexandre Sertek
