Extraction en phase solide : Des principes fondamentaux de la préparation des échantillons aux meilleures pratiques

La préparation des échantillons de chromatographie et de spectrométrie de masse est l'une des étapes les plus critiques (et les plus sous-estimées) de la chimie analytique : elle permet de s'assurer que les échantillons sont suffisamment propres et concentrés pour une analyse précise et reproductible. Le fait de négliger la préparation des échantillons peut compromettre la précision des données, réduire la robustesse des méthodes et même provoquer l'arrêt d'instruments coûteux au moment où cela est le plus important.

Quels sont les défis liés à la préparation des échantillons ?

L'importance de la préparation et du nettoyage des échantillons se résume à un défi majeur : les interférences de la matrice. Ces interférences peuvent introduire une variabilité des données, compromettre la fiabilité de la méthode et causer des problèmes avec l'instrumentation, en particulier dans les flux de travail LC-MS. Le nettoyage de vos échantillons offre l'avantage supplémentaire d'une sensibilité accrue en concentrant les analytes d'intérêt, en améliorant l'exactitude et la précision des résultats analytiques et en éliminant les substances interférentes.

Il existe de nombreuses techniques de préparation des échantillons, allant de méthodes simples comme la filtration et la précipitation des protéines à des techniques plus sélectives et plus sensibles comme l'extraction en phase solide (SPE), qui produit les extraits les plus propres. Bien qu'il existe de nombreuses techniques de préparation des échantillons, l'extraction en phase solide se distingue par sa capacité à produire des extraits plus propres, à réduire les interférences dans la matrice et à améliorer la sensibilité, en particulier dans les applications difficiles. Voyons cela de plus près.

Comment fonctionne l'extraction en phase solide ?

La SPE consiste à faire passer un échantillon liquide à travers un matériau adsorbant solide (sorbant) qui retient les substances à analyser en sélectionnant les solvants et les sorbants appropriés en fonction de la substance à analyser. Différents types de sorbants, tels que les matériaux à base de silice, de polymères et d'échangeurs d'ions , sont utilisés en fonction de la nature des analytes et de la matrice de l'échantillon.

Les protocoles SPE courants fonctionnent généralement de deux manières :

• Chargement-lavage-élution, qui consiste à charger l'échantillon, à le laver pour éliminer les interférences et à l'éluer, ou
• le passage, où les interférences sont capturées dans le sorbant et les analytes nettoyés passent à travers.

Choix du sorbant SPE

Chez Waters, nous fournissons une gamme variée de Sep-Pak sorbentsy compris de nombreuses options à base de silice conçues pour vous aider à relever les défis les plus complexes en laboratoire. Sorbants Oasis sont des sorbants polymères, tous basés sur l'ossature d'Oasis HLB, chacun conçu pour traiter différents types d'analytes et de matrices d'échantillons avec des protocoles simplifiés.

• Oasis HLB est un sorbant équilibré hydrophile-lipophile qui offre une capacité élevée pour les acides, les bases et les neutres, ce qui le rend idéal pour une large gamme d'applications.
• Oasis PRiME HLB ajoute des capacités supplémentaires pour éliminer les interférences complexes de la matrice, comme les phospholipides et les sels, lors de la préparation d'un échantillon pour l'analyse LC-MS.
• Les sorbants échangeurs d'ions à mode mixte d'Oasis (MM-IEX, MCX, MAX, WCX, WAX) offrent le plus haut niveau de spécificité et de sensibilité pour les analytes exigeant une plus grande sélectivité.

La SPE est largement utilisée dans divers domaines, notamment l'analyse environnementale, les produits pharmaceutiques, la sécurité alimentaire et les diagnostics cliniques. Les sorbants couramment utilisés dans la SPE comprennent Oasis HLB, MM-IEX, C18, C8 et la silice, chacun étant sélectionné en fonction de l'application spécifique et des propriétés de l'analyte. Parmi les exemples uniques, citons l'utilisation de sorbants WAX pour les PFAS en raison de leur capacité à se lier à la nature acide de nombreux PFAS, le MCX pour les médicaments de base et les peptides tryptiques, ou encore le Sep-Pak PSA pour le nettoyage des acides gras.

Choix du format du dispositif SPE et des options de traitement des échantillons

Le choix du format de dispositif approprié, comme les cartouches, les plaques à 96 puits ou les plaques de µElution, dépend du volume de l'échantillon, des exigences en matière de débit et de la nature des analytes.

• Préparation facile d'un échantillon individuel - Une cartouche à seringue de type plus peut être utilisée pour le nettoyage rapide d'un échantillon, par exemple s'il contient potentiellement des aliments.
• Grande taille des lots d'échantillons - les options à 96 puits peuvent accroître l'efficacité, par exemple dans le cas des essais bioanalytiques.
• Échantillons de peptides - Les peptides peuvent subir une liaison non spécifique, ce qui réduit la sensibilité. Les plaques µElution fournissent une concentration supplémentaire pour augmenter la sensibilité grâce à une conception unique qui minimise la perte d'analyte attribuable à l'adhérence aux parois des plaques de collecte.
• Préparation polyvalente des échantillons - Les cartouches à vide traditionnelles sont largement utilisées dans tous les secteurs. Elles sont bien adaptées au traitement d'échantillons individuels ou de petits lots, avec une variété de capacités de sorbants pour répondre aux différents besoins analytiques.

La sélection appropriée des flacons pour les laboratoires est également un aspect crucial de la préparation des échantillons. Les options de traitement des échantillons comprennent des systèmes manuels, semi-automatiques et entièrement automatisés, chacun offrant différents niveaux d'efficacité et de commodité.

Comment évaluer votre protocole de SPE 

L'évaluation de votre protocole de SPE implique la mesure de trois paramètres clés pour déterminer le succès. 

• % de récupération: Le pourcentage d'analyte récupéré à partir de l'échantillon.
• Effet de matrice: L'impact des autres substances présentes dans l'échantillon sur la détection de l'analyte.
• Bilan de masse: La quantité totale d'analyte prise en compte dans le processus d'extraction.

Si la récupération est faible, les effets de matrice importants et la reproductibilité médiocre, il peut s'avérer nécessaire de résoudre le problème du protocole. Cela implique d'ajuster le type de sorbant, les solvants d'élution et les conditions de chargement des échantillons. Grâce à l'optimisation de la méthode, vous pouvez vous assurer que votre protocole SPE est robuste et fiable pour une utilisation de routine.

Démarrer avec SPE

L'extraction en phase solide est une technique puissante de préparation d'échantillons, offrant polyvalence et efficacité dans diverses applications analytiques. La gamme complète de Waters Oasis et Sep-Pak Les produits SPE offrent une pureté, une cohérence et une qualité inégalées, ce qui en fait le choix privilégié des chimistes analytiques.

Pour plus d'informations sur la manière d'optimiser vos protocoles SPE et pour découvrir notre gamme complète de produits SPE, y compris nos kits de préparation d'échantillons et nos flacons pour les laboratoires, visitez notre site Web. page on sample preparation. Pour en savoir plus sur la façon de démarrer avec SPE, consultez notre Guide du débutant en matière de SPE ou regarder notre webinaire récent.