Chiết pha rắn (SPE) là một phương pháp chuẩn bị mẫu để làm giàu và làm sạch mẫu phân tích từ dung dịch, bằng cách cho chất cần phân tích hấp phụ lên một cột pha rắn sau đó chất phân tích sẽ được rửa giải bằng dung mơi thích hợp. Cơ chế của quá trình lưu giữ bao gồm phân bố pha đảo, pha thường và trao đổi ion.
Ưu điểm của phương pháp SPE là khả năng làm giàu mẫu cao, giúp loại bỏ ảnh hưởng của các chất gây nhiễu, dễ thực hiện, tiết kiệm thời gian và giảm lượng dung môi sử dụng so với phương pháp chiết lỏng- lỏng.
Cột SPE có nhiều dạng nhưng loại thường sử dụng là những cột nhỏ có dạng thân ống tiêm, bên trong nhồi các pha tĩnh. Pha tĩnh nhồi vào cột chiếm bề dày cột khoảng 0,5- 2 cm, lượng sử dụng từ 100 mg đến 1 g, trong một số trường hợp có thể lên đến vài gram. Trong cột có 2 đĩa thuỷ tinh xốp giúp giữ chất tách không cho rơi theo dung môi để giữ cho cột ổn định. Cột SPE có 3 loại:
Loại chứa các pha tĩnh như C18, C8, C4, C2, cyclophenyl...là silic ghép các nhánh không phân cực dùng để tách các chất khơng phân cực hay ít phân cực. Loại chứa các chất tách như silica, florisil, amino alumina,... có ghép các
nhóm như –OH, -NH2, -CN dùng chủ yếu để tách các chất tương đốiphân cực. Phần lớn được sử dụng để tách chiết trong điều kiện pha thường (cột ghép –CN có thể sử dụng trong pha đảo).
Loại chứa nhựa trao đổi ion để tách các hợp chất ion (cột SAX tách anion, cột SCX tách cation).
Hình 9. Cột chiết pha rắn
Các bước tiến hành trong kỹ thuật chiết pha rắn.
Bước 1: Hoạt hóa cột
Mục đích: chuẩn bị cột đạt điều kiện tương hợp với dung dịch sắp đưa vào cột. Nếu khơng hoạt hóa cột chất cần phân tích khó tương tác với cột. Hoạt hóa cột cịn loại trừ các chất bẩn có thể có trong cột trước khi sử dụng. Dung mơi sử dụng tùy thuộc bề mặt của cột.
Bước 2: Nạp dung dịch mẫu vào cột
Cho mẫu từ từ qua cột. Vận tốc rút tùy thuộc qui trình phân tích khoảng vài ml/phút.
Bước 3: Rửa cột
Dùng một lượng dung mơi thích hợp để rửa những chất gây ảnh hưởng đến q trình phân tích ra khỏi cột.
Bước 4: Rửa giải chất cần phân tích
Dùng dung mơi rửa giải chất cần phân tích ra khỏi cột. Dung mơi khơng tương tác quá mạnh với chất cần phân tích vì những chất có bản chất tương tự sẽ được rửa giải cùng thời gian. Ngược lại, dung môi tương tác quá yếu thì dẫn đến hao phí dung mơi, thời gian thực hiện lâu và nồng độ dung dịch bị pha loãng.
Bước 5: Làm giàu chất phân tích
Dung dịch mẫu sau khi làm sạch bằng cột SPE thường được thổi khơ bằng khí nitơ hoặc dùng máy cô quay chân không để đuổi sạch dung mơi. Cặn cịn lại được hịa tan chính xác bằng một lượng nhỏ dung mơi thích hợp trước khi đưa vào máy phân tích.