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Extração em fase sólida: Conceitos e aplicações para cromatografia

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Page 1: Extração em fase sólida

Extração em fase sólida:Conceitos eaplicações paracromatografi a

Page 2: Extração em fase sólida

2 Extração em fase sólida: Conceitos e aplicações para cromatografia

ÍndiceSobre a empresa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

Conceitos básicos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Escolha de empacotamentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7Adequação entre amostra, fase estacionária e fase móvel. . . 7

Seletividade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Capacidade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Operação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13Condicionamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Carregamento de amostra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Lavagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Eluição e coleta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Estudo de produtos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17Análise de Omeprazol em soro humano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Opções de cartuchos de tipo C18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Extração Líquida em suporte (SLE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Solução de problemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20Pré preparo de amostras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Eluição durante etapas de carregamento ou lavagem . . . . . . . 20

Ausência do sinal do analito de interesse na mistura final . . . 2 1

Notas finais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Referências . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Page 3: Extração em fase sólida

3Extração em fase sólida: Conceitos e aplicações para cromatografia

Sobre a EmpresaA Acore é uma empresa especializada na comercialização de insumos analíticos, com o objetivo de atender

à demanda de indústrias nos mais diversos segmentos como: farmacêutico, ambiental, alimentício, entre

outros. Fundada em 2014 por profissionais com grande experiência na técnica de cromatografia líquida, a

Acore tem como foco o fornecimento de colunas de cromatografia capazes de abranger todo o espectro

de separações através de quatro representadas: GL Sciences, atendendo necessidades relacionadas a

cromatografia líquida, gasosa e em fluidos supercríticos; Shodex, com colunas poliméricas e de especialidades;

Chiral Technologies, com colunas quirais e Advanced Materials Technologies, com colunas de núcleo sólido.

Page 4: Extração em fase sólida

Introdução

4 Extração em fase sólida: Conceitos e aplicações para cromatografia

O preparo de amostras está presente no cenário da cromatografia desde o seu início. De fato, o primeiro

método cromatográfico registrado na história, desenvolvido por Mikhail Tswett, incluía uma etapa

de extração de clorofila e outros pigmentos encontrados em folhas antes da sua aplicação em colunas

empacotadas com recheios diversos como alumina ou carbonato de cálcio (Ettre, 2003).

Com o subsequente avanço da química analítica em diversas áreas do conhecimento, desde pesquisas em

universidades até o controle de qualidade de diversos produtos, muitas técnicas foram desenvolvidas de

maneira a solucionar desafios para análises qualitativas e quantitativas.

Dentre as técnicas mais conhecidas de preparo de amostra, pode-se destacar o emprego de cartuchos

e placas para o desenvolvimento de extrações em fase sólida ou SPE. O objetivo deste e-book é explorar

conceitos básicos e notas de aplicações, de modo a ilustrar as capacidades da técnica em um laboratório

moderno.

Page 5: Extração em fase sólida

Conceitos básicos

5Extração em fase sólida: Conceitos e aplicações para cromatografia

Os produtos voltados para SPE são desenvolvidos

à base de uma fase estacionária que deve ser

empacotada ou utilizada como revestimento das

paredes de um suporte, (um exemplo pode ser

encontrado na figura 1). Usualmente emprega-

Segundo Kirkland (2010), os cartuchos de SPE

podem ser empregados para funções como

dessalinização de amostras, remoção de

interferentes ou analitos agressivos à coluna

analítica, concentração de amostras, troca de

solventes ou derivatização in situ.

O emprego deste tipo de produto é uma alternativa

fácil, segura e eficiente em comparação com

técnicas de extração líquido-líquido, onde explora-

se partículas à base de sílica, carbono grafite,

alumina ou polímeros. Cada material apresenta

características únicas como afinidade com

diferentes solventes e solutos, seletividade e

resistência tanto química quanto mecânica.

se a diferença de afinidade de um analito com

relação à dois solventes imiscíveis. Esta é uma

técnica que geralmente consome menos solventes

e evita situações problemáticas como dificuldades

de recuperação ou formação de emulsões.

Os procedimentos envolvendo este tipo de produto

podem ser desenvolvidos tanto por gravidade

quanto por métodos como centrifugação, vácuo ou

pressão positiva, ilustrados na figura 2.

Figura 1: Modelo básico de um cartucho de SPE.

Page 6: Extração em fase sólida

Conceitos básicos

6 Extração em fase sólida: Conceitos e aplicações para cromatografia

Para aumento de produtividade, os cartuchos são

posicionados em manifolds, suportes com um

número fixo de conexões e coletores dedicados.

Esta configuração permite que um grupo de

amostras seja trabalhado ao mesmo tempo. Na

figura 3 é possível observar com mais detalhes

este tipo de configuração. No caso do trabalho em

pequenas quantidades de amostra, o emprego de

placas de 96 poços pode ser uma ótima alternativa

para produtividade.

Figura 2: Representação de sistemas onde a técnica de SPE pode ser empregada.

Figura 3: Manifold para 12 cartuchos.

Page 7: Extração em fase sólida

Escolha de empacotamentos

7Extração em fase sólida: Conceitos e aplicações para cromatografia

O primeiro passo para a escolha de um

empacotamento está na determinação do objetivo

da operação. Os principais métodos são voltados

à concentração ou limpeza de amostras. Este

É possível conceber um cartucho de SPE como

uma coluna de cromatografia menor e menos

eficiente, cujo objetivo é apenas realizar uma

“separação primária”. Levando em conta este

É importante que tanto os interferentes quanto

os analitos de interesse sejam solúveis em uma

fase móvel adequada, desta maneira pode-se

garantir que o método desenvolvido apresente

critério determinará o mecanismo de interação

intermolecular da coluna e o que exatamente deve

ser mais retido, como é apresentado na figura 4.

ponto de vista, as mesmas regras aplicadas às

colunas de HPLC devem valer nesta situação.

Alguns critérios básicos devem ser considerados:

Figura 4: Exemplos de métodos envolvendo cartuchos de SPE.

boa recuperação. A figura 5 apresenta um guia

de sugestão de trabalho relacionando tipos de

amostra, analitos de interesse e sugestões de fase

estacionária.

Adequação entre amostra, fase estacionária e fase móvel

Page 8: Extração em fase sólida

Escolha de empacotamentos

8 Extração em fase sólida: Conceitos e aplicações para cromatografia

De maneira análoga às outras técnicas

de cromatografia, a seletividade que um

empacotamento pode proporcionar é muito

importante para este tipo de preparo de amostras,

sendo um critério determinante para a retenção

ou não de um conjunto de moléculas.

Segundo o levantamento da equipe de aplicações

da Acore Consumíveis, o tipo de empacotamento

mais utilizado para preparo de amostras no

primeiro semestre de 2020 foi “sílica-C18”, o que

nos leva ao primeiro mecanismo de separação a

ser destacado neste capítulo, a fase reversa.

A fase reversa é empregada para todo o tipo

Figura 5: Guia de escolha de cartuchos de SPE.

Seletividade

de situação em que se necessita de retenção de

compostos apolares ou de polaridade intermediária.

A série de fase reversa geralmente conta com

diversos tipos de ligantes em base sílica capazes

de desempenhar interações intermoleculares não

somente de natureza hidrofóbica como também

mecanismos auxiliares como troca iônica ou

interações do tipo π- π.

Segundo a teoria apresentada por Moldoveanu

e David (2013), a seletividade em análises

cromatográficas pode ser modulada pelo pH de

uma fase móvel, cujo ambiente colabore com que

uma molécula se apresente na forma ionizada

Page 9: Extração em fase sólida

Escolha de empacotamentos

9Extração em fase sólida: Conceitos e aplicações para cromatografia

Figura 6: Interação entre a fase estacionária InertSep CH e o fenol.

ou neutra e, consequentemente torná-la mais

ou menos susceptível à interação com a fase

estacionária trabalhada. Este raciocínio também é

expandido para a técnica de SPE, como apresenta

a figura 6.

As fases poliméricas são apresentadas como opção

para fase reversa. Algumas das características

deste tipo de material referem-se à resistência

química, atingindo faixas de pH de trabalho de 1 a

14, bem como a seletividade alternativa. A InertSep

HLB é desenvolvida com base em uma tecnologia

já existente em outros modelos comercialmente

disponíveis à base de copolímeros que trazem um

comportamento “balanceado” entre interações

tanto hidrofílicas quanto lipofílicas, com alta

capacidade de retenção de analitos de interesse,

fazendo jus ao acrônimo (do inglês Hydrophilic-

Lipophilic Balance).

A segunda seletividade a ser discutida é a fase

normal. Os dois materiais que se destacam neste

segmento são à base de sílica ou florisil, um

material sintético à base de silicato de magnésio.

Trata-se de um método excelente para a retenção

de compostos fortemente polares.

Page 10: Extração em fase sólida

Escolha de empacotamentos

10 Extração em fase sólida: Conceitos e aplicações para cromatografia

A retenção de um composto pode ser realizada

através de interações iônicas. A GL Sciences possui

uma vasta quantidade de empacotamentos na

linha InertSep capazes de trabalhar exclusivamente

através de mecanismos de troca iônica,

(representada pela figura 7), ou através do modo

misto como é o caso da coluna InertSep MPC, onde

tem-se um empacotamento à base de copolímero

de estireno e divinilbenzeno funcionalizado com

grupos C18 (fase reversa) e grupos sulfônicos (troca

catiônica forte).

Figura 7: Representação de mecanismos de atração eletrostática entre um sítio

protonado e um grupo de troca catiônica forte (SCX).

De acordo com as literaturas desenvolvidas in-house

pela equipe da GL Sciences, é possível prever o tipo

de material de empacotamento mais adequado

para um cartucho de extração em fase sólida tendo

como um dos critérios a natureza do analito a ser

retido. A tabela 1 sugere fases estacionárias com

base na força e no tipo de espécie iônica a ser retida.

Page 11: Extração em fase sólida

Escolha de empacotamentos

11Extração em fase sólida: Conceitos e aplicações para cromatografia

Classificações menos famosas de recheios de

cartuchos incluem os chamados “cartuchos

multicamadas” e os “cartuchos especiais”.

Cartuchos multicamadas são desenvolvidos para

tratamentos de matrizes complexas contendo

substâncias como clorofila e pigmentos bem como

ácidos graxos, sendo especialmente utilizados

em técnicas de limpeza de matrizes contendo

pesticidas residuais. Um exemplo da técnica de

“limpeza multicamadas” é encontrado na figura 8.

Os cartuchos especiais são desenvolvidos para

aplicações extremamente específicas. Alguns

dos exemplos que podem ser destacados são o

cartucho InertSep ME-1 cujo grupo funcional é

o ácido iminodiacético, ideal para a captura de

cátions metálicos (preferencialmente aqueles que

apresentam estado de oxidação maior que “+2”) e a

série de cartuchos InertSep VRA especificamente

desenvolvidos para a análise de aflatoxinas B1,

B2, G1 e G2 em diversos alimentos como arroz,

amendoim, cevada, entre outros.

Tabela 1: Recomendação de fases estacionárias para troca iônica com base na

força e no tipo de espécie iônica a ser retida.

Figura 8: Aplicação do cartucho InertSep GC/NH2

para a remoção de ácidos graxos e alguns pigmentos

encontrados em alimentos.

Page 12: Extração em fase sólida

Escolha de empacotamentos

12 Extração em fase sólida: Conceitos e aplicações para cromatografia

De um ponto de vista termodinâmico, todo

material apresenta limites para adsorção de

moléculas. Em colunas cromatográficas, este

evento é notado quando o perfil cromatográfico

de um analito de interesse sofre algum tipo de

deformação devido ao aumento de quantidade de

amostra injetada.

Um cartucho de SPE não apresenta resultado

visual indesejado pelo simples fato de que não é

comum que se conecte tal produto à um detector.

No entanto, é possível que a sobrecarga ainda

traga consequências severas ao método, como

baixa recuperação.

A taxa de recuperação é um parâmetro

determinado pela razão entre a determinação

Figura 9: Identificação geral de tamanhos de cartuchos de SPE e quantidades de amostras para se trabalhar

Capacidade

da concentração de analitos de interesse em uma

amostra antes e depois de um procedimento de

extração. Segundo a lógica do ensaio, a diferença

entre estes valores expressa a quantidade de analito

que é perdida em uma das etapas do preparo de

amostras e deve ser minimizada.

De maneira a evitar este tipo de situação, a GL

Sciences tem como principal sugestão o emprego

das seguintes referências: uso de amostras cuja

massa seja igual a 5% da massa de empacotamento

total e um volume de leito de 120 µL/100 mg de

material de empacotamento. A figura 9 ilustra

os dois parâmetros sugeridos para diferentes

tamanhos de cartuchos com base em modelos de

sílica funcionalizados com grupos C18.

Page 13: Extração em fase sólida

Operação

13Extração em fase sólida: Conceitos e aplicações para cromatografia

O condicionamento também identificado como

“ativação” em algumas literaturas, é o ato de

permitir o fluxo de um solvente adequado através

do empacotamento a ser utilizado. Trata-se de

um procedimento extremamente importante,

responsável por “molhar” a superfície do

empacotamento de modo a garantir eficiência

máxima e, consequentemente valores de retenção

e recuperação adequados em relação à referência

do fabricante.

Neste capítulo são exploradas as quatro etapas possíveis de um preparo de amostras com SPE. No entanto, os

autores destacam que não necessariamente todo método envolvendo a técnica devem atender à esta lógica.

Tabela 2: sugestão de condicionamento de fases estacionárias

Condicionamento

Alguns cartuchos de natureza polimérica

apresentam características diferentes, sem

necessidade desta etapa inicial. Consulte a equipe

de aplicações da Acore Consumíveis sobre boas

práticas com produtos específicos para certificação

da melhor maneira de utilizar seus cartuchos de

SPE.

Algumas sugestões de condicionamento podem

ser encontradas na tabela 2.

Tipo de fase sólida Solvente de condicionamento

Fase reversa (C18, C8, etc.) Sugestão 1 – preencha o volume disponível do cartucho com metanol

Sugestão 2 – realize uma lavagem com água empregando o dobro

da capacidade do cartucho

Sugestão 3 – realize uma lavagem com uma fase móvel com pH

igual ao da amostra

Sugestão 4 – Se necessário, equilibre o cartucho com agentes

quelantes ou pareadores iônicos

Fase normal (sílica, florisil, etc.) Preencha o cartucho com hexano ou outro solvente orgânico desta

natureza

Troca iônica (SAX, SCX, etc.) Sugestão 1 - preencha o volume disponível do cartucho com metanol

Sugestão 2 - preencha o volume disponível do cartucho com água

Sugestão 3 - preencha o volume disponível do cartucho com uma

solução tampão em pH entre 6 e 7

Page 14: Extração em fase sólida

Operação

14 Extração em fase sólida: Conceitos e aplicações para cromatografia

A completa retenção de um grupo de analitos de

interesse depende de uma série de fatores como

a natureza do analito, da amostra e tanto da fase

móvel quanto da fase estacionária. Alguns desses

Tabela 3: Sugestão de métodos de introdução de amostras em cartuchos de SPE

Carregamento de amostra

parâmetros já foram discutidos no capítulo 3.2

(Seletividade). Na tabela 3, encontre sugestões

de condições empregadas para a introdução de

amostras em seu cartucho.

Tipo de fase sólida Solvente de Operação

Fase reversa (C18, C8, etc.) Sugestão 1 – para amostras biológicas como plasma sanguíneo ou

soro, recomenda-se uma diluição 1:1 ou 1:2 com água ou tampão

Sugestão 2 – evite o uso de altas concentrações de solventes

orgânicos. Como regra geral, procure manter abaixo de 10% v/v

Sugestão 3 – o uso de uma solução tampão é permitido desde que

sua concentração seja menor que 0.1 mol/L

Sugestão 4 – sempre adeque o pH do diluente ao pH que irá

propiciar melhor retenção de seu analito. Ex: o fenol apresenta

maior retenção quando em pH entre 2 e 3

Fase normal (sílica, florisil, etc.) Utilize um solvente de baixa polaridade como o hexano

Troca iônica (SAX, SCX, etc.) Sugestão 1 – dilua a amostra em água ou tampão e adeque o pH

entre 6 e 7

Sugestão 2 –o uso de uma solução tampão é permitido desde que

sua concentração seja menor que 0.1 mol/L

Page 15: Extração em fase sólida

Operação

15Extração em fase sólida: Conceitos e aplicações para cromatografia

Tabela 4: Sugestão de fases móveis de lavagem

Tipo de fase sólida Solvente de Operação

Fase reversa (C18, C8, etc.) Sugestão 1 – lavagem com água

Sugestão 2 – caso seja observado que houve eluição empregando

água pura, é importante utilizar um tampão cujo pH seja similar ao

da amostra

Sugestão 3 – pequenas quantidades de modificadores orgânicos

podem ser bem-vindas. Geralmente emprega-se 5 – 40% de metanol

ou 5 – 30% de acetonitrila

Fase normal (sílica, florisil, etc.) Sugestão 1 – lavagem com hexano ou outro solvente de natureza

similar

Sugestão 2 – de maneira a aumentar a capacidade de limpeza de

matriz, pode-se empregar solventes como isopropanol ou acetona,

em devidas proporções

Troca iônica (SAX, SCX, etc.) Sugestão 1 – lavagem com água.

Sugestão 2 – lavagem subsequente com 40 – 100% de metanol

A etapa de lavagem consiste no emprego de uma fase

móvel fraca o suficiente para não permitir a eluição

dos analitos de interesse e adequada para a retirada de

interferentes presentes na amostra que podem levar

à consequências indesejadas para a etapa analítica.

Lavagem

A Tabela 4 contém indicações de etapas de lavagem. É

importante que, ao menos na etapa de desenvolvimento

de métodos o produto da lavagem também seja coletado

de modo a garantir que os componentes de interesse

não eluam nesta etapa.

Page 16: Extração em fase sólida

Operação

16 Extração em fase sólida: Conceitos e aplicações para cromatografia

O solvente de eluição deve ser cuidadosamente

escolhido de acordo com todos os fatores de

seletividade e força de solvente já destacados em

outros segmentos deste livro. Idealmente, uma

mistura de solventes de eluição deve permitir

Tabela 5: Sugestão de composição de solventes de eluição

Eluição e coleta

a coleta de analito no menor volume possível,

garantindo sensibilidade, reprodutibilidade e

excelente recuperação. A tabela 5 apresenta

sugestões de solventes de eluição.

Tipo de fase sólida Solvente de Operação

Fase reversa (C18, C8, etc.) Sugestão 1 – tipicamente emprega-se metanol ou acetonitrila (duas

a cinco vezes o volume do empacotamento)

Sugestão 2 – caso o analito de interesse apresente forte retenção

mesmo após a condição 1, utilize aditivos capazes de promover

dissociação ou ionização (a depender na natureza da molécula)

Sugestão 3 – aplique solventes como acetato de etila ou

diclorometano (DCM)

Fase normal (sílica, florisil, etc.) Sugestão 1 – empregue solventes polares como metanol ou acetona

Sugestão 2 – misturas entre solventes de menor polaridade como

hexano ou DCM, e maior polaridade como os apresentados pela

sugestão 1 podem ser uma boa opção

Troca iônica (SAX, SCX, etc.) Sugestão 1 – A natureza da retenção está no controle das espécies

iônicas presentes no sistema. Uma vez que a fase estacionária ou

o analito de interesse se encontram neutralizados, observa-se

enfraquecimento de interações intermoleculares levando à eluição

do mesmo.

1-Use metanol acidificado, por volta de 1 mM (ácido clorídrico,

fórmico, acético ou outros ácidos que podem ser avaliados)

OU

2-Metanol com 2 – 4% NH3 em água

OU

3-Acetonitrila:trietilamina:água (80:0,1:20)

Sugestão 2 – aumento de concentração de sal para eluição do analito

de interesse com sais que não interfiram nos ensaios

1-0,2 M ou maior de soluções de cloreto de sódio ou de potássio

2-0,2 M ou maior de soluções de fosfato de potássio monobásico

Page 17: Extração em fase sólida

Estudo de produtos

17Extração em fase sólida: Conceitos e aplicações para cromatografia

Figura 10: Procedimento de operação padrão para análise de omeprazol em soro humano.

Análise de Omeprazol em soro humano

Dentro da base de dados da GL Sciences pode-se

encontrar a nota técnica de referência “ST021”. Trata-

se da análise de omeprazol em soro humano através

da InertSep Pharma, um empacotamento à base de

um copolímero incluindo monômeros de metacrilato

A etapa de condicionamento é realizada com 1 mL de

metanol e 1 mL de água como é sugerido pela tabela

2. A etapa de introdução de amostra conta com uma

mistura de soro e tampão, (uma recomendação que

pode ser encontrada como sugestão 1 da tabela 3). A

lavagem é desenvolvida através do emprego de fases

com grupos funcionais contendo nitrogênio e de

divinilbenzeno, desenvolvido para atender requisições

similares aos empacotamentos de tipo HLB.

O método completo pode ser avaliado na figura 10:

móveis “fracas”, sendo 1 mL de água pura e um 1 mL

de uma solução água: metanol (90:10) encontrados

nas sugestões 1 e 3 da tabela 4. A principal sugestão

de solvente de eluição (sugestão 1 na tabela 5) já é o

suficiente para fazer com que o analito de interesse seja

devidamente coletado e analisado.

Page 18: Extração em fase sólida

Estudo de produtos

18 Extração em fase sólida: Conceitos e aplicações para cromatografia

A GL Sciences apresenta quatro tipos principais de

empacotamentos à base de sílica funcionalizada

com grupos C18. Com diferentes características,

este grupo de produtos pode recobrir todo

o espectro de aplicações que é atendido por

diferentes tipos de materiais de mesma química

comercialmente disponíveis.

A denominação de cartuchos InertSep do tipo

“C18” é acompanhada por letras que classificam

O material InertSep C18-B apresenta um material

cujo endcapping é “intermediário”, fortemente

indicado para inícios de desenvolvimentos. Por

fim, o cartucho InertSep C18 ENVI é um produto

Figura 11: Representação de uma estrutura de sílica funcionalizada com grupos C18. O círculo tracejado em

vermelho indica o grupo denominado como “silanol residual”.

Opções de cartuchos de tipo C18

a qualidade de endcapping do empacotamento,

ou seja, a qualidade de recobrimento de

grupos silanóis residuais apresentados na

figura 11. A indicação “C18” (sem letras) indica

um recobrimento excelente de uma interação

majoritariamente hidrofóbica. Já a indicação

“C18-C” faz referência à um alto teor de silanóis

residuais, indicando a possibilidade de retenção

através de mecanismos de interação secundários,

como troca iônica.

que faz parte da linha “especial”, especificamente

recomendado para análises ambientais como de

efluentes ou amostras contendo surfactantes.

Page 19: Extração em fase sólida

Estudo de produtos

19Extração em fase sólida: Conceitos e aplicações para cromatografia

Figura 12: Procedimento para SLE

Extração Líquida em suporte (SLE)

A técnica de SLE pode ser executada nos mesmos

cartuchos originalmente desenvolvidos para SPE.

Neste caso, um empacotamento à base de terra

diatomácea é empregado como suporte. Uma

amostra diluída em água é adicionada a este

empacotamento e deixada em espera por um

O procedimento de SLE é muito similar ao procedimento de extração líquido-líquido, no entanto

apresenta benefícios como menor consumo de solventes, fácil automação, redução de trabalho e alta

eficiência (Majors, 2012).

A técnica de SLE também se destaca devido à ausência de um passo de “agitação”, o que evita a formação

de emulsões. Sendo assim, pode-se ganhar em produtividade devido à eliminação de etapas como a

centrifugação, bem como em qualidade aumentando a recuperação de produto.

período determinado de modo a permitir a sua

dispersão no material poroso. Um solvente orgânico

é aplicado em seguida de modo a extrair analitos

localizados na camada aquosa recém-formada. A

figura 12 exemplifica o procedimento de maneira

mais detalhada.

Page 20: Extração em fase sólida

Solução de problemas

20 Extração em fase sólida: Conceitos e aplicações para cromatografia

Esta é uma sugestão particularmente verdadeira

para amostras biológicas como plasma ou soro do

sangue. Trata-se de uma amostra extremamente

complexa, ativa e sensível. O primeiro exemplo

a ser abordado envolve o fosfato de piridoxal

(PLP), um metabólito da vitamina B6 (usualmente

conhecido como piridoxina nos suplementos).

Segundo a base de dados Drugbank, o PLP é um

cofator que se encontra ligado através de ligações

covalentes em proteínas (configurando uma

base de Schiff). Sendo assim, um tratamento de

amostras é necessário para que haja a “liberação”

É muito comum que durante o desenvolvimento de métodos encontre-se dificuldades relacionadas

à retenção de analitos de interesse. Alguns dos motivos mais listados bem como soluções para estas

situações são encontrados abaixo:

• Baixa capacidade de empacotamento; trata-se de um caso clássico de sobrecarga de material. A opção

mais lógica é considerar a redução de amostra ou emprego de um cartucho maior (Capacidade, página 12);

• pH inadequado; um pH inadequado pode ser extremamente prejudicial à um analito que pode se

encontrar dissociado (ou ionizado, dependendo da natureza da molécula) e apresentar interação mais

fraca com a fase estacionária (Seletividade, página 8);

• Tempo de eluição demasiadamente curto; assim como em colunas analíticas, fluxos elevados muitas

vezes não permitem boa retenção de um analito e levam à resultados inapropriados;

• Incompatibilidade entre cartucho e solventes; a escolha de técnicas e solventes de trabalhos devem

ser realizadas com cuidado de maneira a evitar o emprego de solventes muito fortes em cartuchos

inadequados. Por exemplo, não é recomendado diluir uma amostra em isopropanol para carregamento

em um cartucho de química C8 equilibrado em metanol dadas as forças dos solventes de trabalho. O

mesmo raciocínio pode ser aplicado à fases móveis de lavagem que apresentem interação intermolecular

muito forte com o analito.

Pré preparo de amostras

Eluição durante etapas de carregamento ou lavagem

do analito e subsequentemente retenção em

cartucho.

Outro exemplo que pode ser abordado com o

mesmo analito é o consumo através de reações

enzimáticas. Segundo a base de dados BRENDA, a

fosfatase de código EC 3.1.3.74 é capaz de consumir

o analito que deve ser quantificado. Através de uma

coleta adequada trabalha-se com o plasma com

um aditivo quelante, responsável por sequestrar

cofatores como o magnésio, inibindo o catalisador

enzimático e garantindo análises mais precisas.

Page 21: Extração em fase sólida

Solução de problemas

21Extração em fase sólida: Conceitos e aplicações para cromatografia

Figura 13: Comparativo de polaridades e aplicações em diferentes mecanismos.

nota: as setas apontam o solvente “mais fraco” para cada tipo de técnica

Ausência do sinal do analito de interesse na mistura final

Para melhor auxiliar o leitor, a figura 13 apresenta um comparativo de polaridade entre os solventes mais comuns a

serem utilizados durante o preparo de amostras.

• Eluição precoce: avalie se não houve eluição do analito nas fases anteriores (Eluição durante etapas de

carregamento ou lavagem, página 20);

• Interação intermolecular intensa: avalie se o seu analito realmente deveria ser trabalhado com a

condição prevista. Se houver uma afinidade muito alta entre analito e fase estacionária pode ser que não

haja eluição (Seletividade, página 8);

• Volume de eluição insuficiente: pode ser que seja necessária uma quantidade maior de solvente de

eluição como define a sugestão 1 da tabela 5 (Eluição e coleta, página 16).

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Notas finais

22 Extração em fase sólida: Conceitos e aplicações para cromatografia

Os cartuchos de extração em fase sólida são uma ferramenta importante em um laboratório de química

analítica moderno e traz grandes diferenças com relação a sensibilidade de uma análise ou produtividade.

Page 23: Extração em fase sólida

Referências:

23Extração em fase sólida: Conceitos e aplicações para cromatografia

BRENDA. Information on EC 3.1.3.74 - pyridoxal phosphatase. Atualizada em jan 2020. Disponível em:

https://www.brenda-enzymes.org/enzyme.php?ecno=3.1.3.74#METALS%20and%20IONS;

DRUGBANK. Pyridoxal Phosphate. Criada em Jun 2005, atualizada em jun 2020. Disponível em: https://

www.drugbank.ca/drugs/DB00114;

ETTRE, L. M.S. Tswett and the Invention of Chromatography. LCGC NORTH AMERICA . n. 5, v. 21, mai 2003.

KIRKLAND, J. et al. Introduction to Modern Liquid Chromatography. 3 ed. Nova Jersey: John Wiley &

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Material de consulta interno da GL Sciences;

MAJORS, R. Supported Liquid Extraction (SLE): The Best Kept Secret in Sample Preparation. LCGC North

America. n. 8, v. 30, p. 626–633, ago 2012;

MOLDOVEANU, S; DAVID, V. Essentials in Modern HPLC Separations. 1 ed. Elsevier. 2013.

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