Microextracción en fase sólida (SPME)

M. C. Productos Naturales y Alimentos Análisis Químico Cuantitativo

Dr. Raúl Salas Coronado

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¿Quién descubrió la SPME?

• La microextracción en fase sólida fue

inventada en 1989 por el Dr. Janusz

Pawliszyn y sus colegas en la

Universidad de Waterloo en Canadá.

• Él inventó esta técnica para cubrir la

necesidad de un método rápido, libre de

disolvente y compatible con la

preparación de una muestra.

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Belardi, R.P & Pawliszyn, J.B. (1989) Water Pollut. Res. J. Can. 24(1)

¿Qué es una SPME?

• Es una técnica de adsorción/desorción libre de disolvente.

• Consiste en fibras recubiertas que son usadas para aislar y concentrar analitos en una gama de materiales recubiertos.

• Después de la extracción, las fibras son transferidas a un instrumento analítico para la separación y cuantificación de los analitos objetivo.

• Esto se logra con un dispositivo de manipulación en forma de jeringa que protege la muestra durante la transferencia de la muestra al instrumento.

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• La SPME permite alcanzar un equilibrio entre la matriz de la muestra y la fase de extracción, en lugar de una extracción exhaustiva de los analitos a la fase de extracción se producen.

• La fase de extracción está permanentemente unida a una varilla que está hecha de materiales diferentes.

• La cantidad de analito adsorbido por la fibra depende del espesor del revestimiento y de la constante de distribución del analito.

• El tiempo de extracción depende de la cantidad de tiempo requerido para obtener extracciones precisas para los analitos con constantes de distribución más altas.

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Selectividad de la SPME

• La selectividad se puede cambiar modificando el tipo de fibra que se utiliza para que coincida con las características de los analitos de interés. Los compuestos volátiles requieren un recubrimiento grueso y analitos semivolátiles un revestimiento fino.

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Diagrama esquemático del procedimiento

manual para un muestreo por inmersión total

o modo headspace

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Muestreo con SPME

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¿Cómo funciona la SPME?

1. En primer lugar, se coloca la fibra en la aguja.

2. La aguja se pasa entonces a través de la septa que sella el vial.

3. A continuación, se presione el émbolo para exponer la fibra a la muestra o espacio de cabeza por encima de la muestra.

4. Los analitos orgánicas se adsorben en el recubrimiento de la fibra.

5. Después de alcanzar el equilibrio de adsorción, que puede ser desde 2 minutos a 1.5 horas, la fibra se vuelve a introducirse en la aguja y se retira del vial de muestra.

6. Por último, se introduce la aguja en el inyector o interfaz SPME GC/HPLC, donde los analitos adsorbidos se desorben térmicamente y se entregan a la columna del instrumento.

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SPME: Diámetro Interno Inyector GC

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liner: 4 mm di

liner: 0.8 mm di

El diámetro interno del liner debe ser ligeramente superior al diámetro externo de la fibra para asegurar

la obtención de picos estrechos sin pérdida de resolución cromatográfica.

Adición de Sales: Efecto en la Sensibilidad

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Efecto de la Agitación de la Fibra

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1. α-HCH 2. γ-HCH 3. β-HCH 4. Heptacloro 5. δ-HCH 6. Aldrin 7. Heptacloro epóxido 8. Endosulfan I 9. 4,4’-DDE 10. Dieldrin 11. Endrin 12. 4,4’-DDD 13. Endosulfan II 14. 4,4’-DDT 15. Endrin aldehido 16. Endosulfan sulfato 17. Metoxicloro 18. Endrin cetone

2 ppb de pesticidas en agua

Efecto del tiempo de extracción

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Efecto de la temperatura

2 ppb de DDT en agua

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Tipos de fibras

• 85-micras Poliacrilato: fenoles

• 65-micras Carbowax/divinilbenceno: alcoholes

• 75-micras PDMS/divinilbenceno: aminas

• 65-micras Carboxen/PDMS: volátiles

• 80-micras Divinilbenceno/carboxen/PDMS: volátiles y semivolátiles

• Polidimetilsiloxano (PDMS): fase no polar muy utilizada para aromáticos,

ésteres, pesticidas…

100 micras: para volátiles

30 micras: pesticidas

7 micras: compuestos pesados (PAHs)

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TIPOS DE FIBRAS DISPONIBLES

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SELECCIÓN DE FIBRAS EN SPME

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Límites de detección (ppt) en aguas

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Pesticidas en leche:

SPME de fase líquida

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1 Lindano

2 Heptacloro

3 Aldrin

4 DDE

5 Endrin

6 DDT

Muestra: Leche entera (detección GC-ECD)

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Ventajas de la SPME para análisis de alimentos

• Preparación de la muestra rápida y sencilla:

Sólo hay que poner una pequeña cantidad de muestra en el vial. Eso es todo !!!!

Los métodos convencionales de preparación de muestras puede alterar los compuestos a analizar (Impurezas de los disolventes, degradación por calentamiento, oxidación etc..)

• La selectividad de la fibra evita la presencia de interferencias no deseadas.

• Sin empleo de disolventes, clean-up.

• Excelente linealidad y precisión.

• Fácil de automatizar y robusto.

• Larga vida media de cada fibra (>100 análisis)

• Excelente sensibilidad trabajando con GC-MS/MS

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Compatibilidad SPME con inyectores usuales en GC

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Gaujac, A.; Emídio, E.S.; Navickiene, S.; Ferreira, S.L.C. & Dórea; H.S. (2008) J. Chromatogr. A. 1203(1):99-104.

Prikryl P, Kubinec R, Jurdakova H, Sevcik J, Ostrovsky I, Sojak L, Berezkin V (2006) Chromatographia, 64(1-2),65–70

Niri VH, Bragg L, Pawliszyn J (2008) J Chromatogr A, 1201 (2), 222–227.