Przygotowanie próbki to nie tylko rozcieńczenie i wymieszanie. Bardzo często wymaga dużego nakładu czasu. Często pojawia się problem z powtarzalnością, odzyskiem, niektóre techniki są bardzo drogie.
Przygotowanie próbki ma przede wszystkim na celu oczyszczenie analitu, ich selektywną izolację i wzbogacanie. Jeśli analizowane związki nie mogą być oznaczone jakąś metodą, należy je przeprowadzić w pochodne. Proces ten nazywamy derywatyzacją i polega on na przeprowadzeniu analitów, w wyniku reakcji chemicznej, w odpowiednie pochodne o właściwościach umożliwiających ich oznaczenie.
Istnieje wiele metod przygotowania próbek. To jaką metodę należy wybrać jest uzależnione od fazy z jakiej mamy wyizolować dany analit, od tego jakim sprzętem dysponujemy i jaki czas możemy na to poświęcić.
Najpopularniejszą techniką izolacji związków z próbek ciekłych jest ekstrakcja typu ciecz-ciecz. Jest to metoda, która w obecnych czasach znajduje raczej zastosowanie tylko w pracowniach studenckich, a z użycia przemysłowego już wychodzi. Jest to spowodowane tym, że technika ta wymaga zastosowania dużych ilości rozpuszczalników. Metoda LLE (liquid-liquid extraction) wymaga również oczyszczania i wzbogacania uzyskanego materiału, bardzo często mogą pojawić się duże straty pozyskiwanego materiału, powstają przeszkadzające emulsje. Z całą pewnością jest to technika bardzo nieprecyzyjna, pomimo jej uniwersalności i prostoty w wykonaniu.
Inną bardzo popularną techniką przygotowania próbki jest analiza fazy nadpowierzchniowej (Head Space). Można wyróżnić dwa warianty tej metody: statyczną i dynamiczną. W metodzie statycznej substancje analizowane znajdują się nad powierzchnią cieczy (lub ciała stałego) w nieruchomej warstwie powietrza. To, jakie stężenie substancji jest w fazie gazowej zależy od lotności tej substancji i od współczynnika podziału między fazami. Należy pamiętać, że ze wzrostem temperatury, wzrasta lotność substancji, a co za tym idzie jej stężenie w fazie gazowej. Drugi wariant techniki Head Space polega na analizie fazy nadpowierzchniowej poprzez odpędzanie i wyłapywanie (Purge and Trap). Przez naczynie, w którym znajduję się analit przepływa strumień gazu i następnie anality wyekstrahowane z cieczy przeprowadza się przez naczynie do wymrażania lub adsorbent. Po tym, naczynie z adsorbentem szybko się ogrzewa przy jednoczesnym przepuszczaniu gazu nośnego, do którego przechodzą zdesorbowane substancje. Taką mieszaninę gazów wprowadza się bezpośrednio do GC. Jest to technika wymagająca zakupu bardzo drogiego sprzętu, tzw. przystawki „Head Space”. Zaletą jest to, że podczas jednorazowej analizy wykorzystujemy małą ilość rozpuszczalników, co obniża koszty. Technika prosta w realizacji, bardzo precyzyjna.
Inną techniką przygotowania próbki jest metoda SPE (Solid Phase Extraction). W tym celu wykorzystuje się kolumienki do SPE. Aparatura jest bardzo prosta, cały proces nie wymaga użycia dużych ilości rozpuszczalników, ale niestety adsorbują sporą ilość czasu.. Metoda polega na przepuszczaniu przez kolumienkę z odpowiednim złożem analitu, z którego chcemy wyizolować wybrane związki. Można również wprowadzić etap oczyszczania. Odbywa się to poprzez przemywanie kolumienki rozpuszczalnikiem usuwając interferenty. Ogromnym plusem jest to, że kolumienkę z zaadsorbowaną substancją możemy przechowywać, transportować, bez znaczącego wpływu na wynik analizy. Odmianą tej techniki jest mikroekstrakcja do fazy stałej SPME (Solid Phase Microextraction). Technika ta wykorzystuje proces adsorpcji na sorbencie, który naniesiony jest na cienkie włókno szklane lub kwarcowe. Włókno takie umieszczone jest wewnątrz stalowej igły. Zaletą techniki SPME jest niska granica wykrywalności (5-50 ppt) i krótki czas przygotowania próbki (ok. 10 minut).
Jeśli istnieje potrzeba izolacji związków z próbek stałych to najpopularniejszą metodą jest ekstrakcja za pomocą rozpuszczalnika organicznego w aparacie Soxhleta. Znajduje ona swoje zastosowanie do izolacji i wzbogacania analitów średnio i trudno lotnych oraz termicznie trwałych. Do gilzy wprowadza się próbkę. Całość ekstrahowana jest poprzez wrzący rozpuszczalnik, który skroplony w chłodnicy wraca z powrotem do kolby z rozpuszczalnikiem. Proces ten się powtarza, co powoduje, że analit się zatęża.
Aby wyekstrahować interesującą nas substancję można również użyć ultradźwięków. Proces ten nazywamy sonifikacją. Analit umieszcza się w szklanym lub metalowym naczyniu i umieszcza w łaźni ultradźwiękowej. Jest to technika prosta, stosunkowo szybka, ponieważ w jednej łaźni możemy ekstrahować wiele próbek jednocześnie. Podstawowa wada to konieczność oddzielenia ekstraktu od próbki po zakończeniu procesu ekstrakcji. Najczęściej rozdział ten odbywa się poprzez filtrację lub dekantację. Po tym należy odparować nadmiar rozpuszczalnika oczyścić i osuszyć ekstrakt.
Należy bardzo wyraźnie podkreślić, że nie ma jednej uniwersalnej i idealnej techniki izolacji, i wzbogacania analitów z próbek. To, jaką technikę wybrać jest uzależnione od wielu czynników. Stosunkowo prosty i szybki etap podczas analizy jest określany przez analityków jako ten, który w laboratorium powoduje najwięcej problemów.
Justyna Biernacka
