Ekstraksi Fase Padat

Jika dibandingkan dengan ekstraksi cair-cair, ekstraksi fase padat yang biasa disebut Solid Phase Extraction (SPE) merupakan teknik yang relatif baru akan tetapi SPE cepat berkembang sebagai alat yang utama untuk pra-perlakuan sampel atau untuk clean-up sampel-sampel yang kotor, misal sampel-sampel yang mempunyai kandungan matriks yang tinggi seperti garam-garam, protein, polimer, resin, dll.

Keunggulan SPE dibandingkan dengan ekstraksi cair-cair adalah:

 Proses ekstraksi lebih sempurna

 Pemisahan analit dari penganggu yang mungkin ada menjadi lebih efisien

 Mengurangi pelarut organik yang digunakan

 Fraksi analit yang diperoleh lebih mudah dikumpulkan

 Mampu menghilangkan partikulat

 Lebih mudah diotomatisasi

Karena SPE merupakan proses pemisahan yang efisien maka untuk memperoleh recovery yang tinggi (>99%) pada SPE lebih mudah dari pada ekstraksi cair-cair. Dengan ekstraksi cair-cair diperlukan ekstraksi beberapa kali untuk memperoleh recovery yang tinggi, sedangkan dengan SPE hanya dibutuhkan satu tahap saja untuk memperolehnya.

Sementara itu kerugian SPE adalah banyaknya jenis cartridge (berisi penjerap tertentu) yang beredar di pasaran sehingga reprodusibilitas hasil bervariasi jika menggunakan cartridge yang berbeda dan juga adanya adsorpsi yang bolak-balit pada cartridge SPE.

Prosedur SPE
Ada 2 strategi untuk malakukan penyiapan sampel menggunakan SPE ini. Strategi pertama adalah dengan memilih pelarut yang mampu menahan secara total analit yang dituju pada penjerap yang digunakan, sementara senyawa-senyawa yang mengganggu akan terelusi. Analit yang dituju yang tertahan pada penjerap ini selanjutnya dielusi dengan sejumlah kecil pelarut organik yang akan mengambil analit yang tertahan ini. Strategi ini bermanfaat jika analit yang diutuju berkadar rendah.

Diagram skematik prosedur SPE sebagai berikut :

Strategi lain adalah dengan mengusahakan supaya analit yang tertuju keluar (terelusi), sementara senyawa pengganggu tertahan pada penjerap.

Tahap pertama menggunakan SPE adalah dengan mengkondisikan penjerap dengan pelarut yang sesuai. Untuk penjerap non polar seperti C18 dan penjerap penukar ion dikondisikan dengan mengalirinya menggunakan metanol lalu dengan akuades. Pencucian yang berlebihan dengan air akan mengurangi recovery analit. Penjerap-penjerap polar seperti diol, siano, amino, dan silika harus dibilas dengan pelarut nonpolar seperti metilen klorida. 

Dari diagram atas dapat diketahui bahwa ada 4 tahap dalam prosedur SPE, yaitu:

i. Pengkondisian

Cartridge (Penjerap) dialiri dengan pelarut sampel untuk membasahi permukaan penjerap dan untuk menciptakan nilai pH yang sama, sehingga perubahan-perubahan kimia yang tidak diharapkan ketika sampel dimasukkan dapat dihindari.
ii. Retensi (tertahannya) sampel
Larutan sampel dilewatkan ke cartridge baik untuk menahan analit yang diharapkan sementara komponen lain terelusi atau untuk menahan komponen yang tidak diharapkan sementara analit yang dikehendaki terelusi.
iii. Pembilasan
Tahap ini penting untuk menghilangkan seluruh komponen yang tidak tertahan oleh penjerap selama tahap retensi.
iv. Elusi
Tahap ini merupakan tahap akhir untuk mengambil analit yang dikehendaki jika analit tersebut tertahan pada penjerap.

Fase SPE

Berbagai macam cartridge SPE yang berisi berbagai macam penjerap diringkas dalam tabel dibawah. Suatu penjerap pada SPE harus dipilih yang mampu menahan analit secara kuat selama pemasukan sampel ke dalam cartridge.

Inilah berbagai jenis fase SPE dan kondisi-kondisinya.

Untuk sampel-sampel yang bersifat ionik atau yang dapat terionisasi, digunakan penjerap penukar ion. Fraksi analit yang keluar dari SPE dapat langsung diinjeksikan ke sistem kromatografi atau dilakukan pengaturan pH untuk meminimalkan ionisasi sehingga dapat dipisahkan dengan kolom fase terbalik pada KCKT.

Pengembangan metode
Sebagaimana dalam metode kromatografi cair, retensi analit tergantung pada konsentrasi sampel, kekuatan pelarut, dan karakteristik penjerap. Pendekatan empirik untuk melakukan pengembangan metode SPE melibatkan screening penjerap yang tersedia. Langkah pertama adalah menentukan penjerap mana yang paling baik dalam hal menahan analit yang dituju. Pertimbangan kedua adalah pelarut apa yang dibutuhkan untuk mengelusi analit yang dituju. Langkah ketiga adalah menguji matriks sampel blanko untuk mengevaluasi adanya pengganggu yang mungkin ada, dan akhirnya (langkah keempat) adalah menentukan recovery dengan menambah analit dalam jumlah tertentu harus dilakukan.

Polaritas pelarut yang meningkat dibutuhkan untuk mengelusi senyawa yang tertahan dalam penjerap silika; sementara untuk senyawa yang tertahan dalam penjerap non polar (seperti C18) digunakan pelarut non polar.