4 tempi: A. Condizionamento: metanolo;B. Lavaggio: Metanolo, acqua; C. Introduzione del
campione;
D.
Eluizione
:
metanolo
e
tampone
acetato
a
pH
5,5.
(http://shop.perkinelmer.com/Content/Images/2006/SFDC.)
La tecnica di estrazione in fase solida avviene per adsorbimento ed è adoperata per purificare, isolare e concentrare sostanze presenti in matrici complesse e si basa sulle interazioni tra gli analiti in esame e i gruppi funzionali della fase solida di cui è composta la cartuccia di estrazione.
Occorre far adsorbire in testa alla cartuccia (già “condizionata” con metanolo ), la soluzione contenente gli analiti da separare; quindi, la cartuccia viene ‘lavata’ facendo fluire un solvente in grado di sciogliere ed allontanare tutte le sostanze non trattenute dalla fase stazionaria della cartuccia. La Solvatazione consiste proprio nel condizionamento e nel lavaggio della cartuccia (metanolo ed acqua). Infatti gli analiti vengono eluiti e raccolti, adoperando ancora un solvente verso cui presentano un’elevata affinità (metanolo e acetato), dopo l’avvenuta solvatazione.
La fase stazionaria della cartuccia di estrazione è caratterizzata non solo dalla natura chimica dei gruppi funzionali, ma anche dalle dimensioni delle particelle che la compongono e dall’impaccamento della cartuccia stessa: minori sono le dimensioni delle particelle, maggiore è la superficie adsorbente in grado di interagire con le sostanze in analisi. L’impaccamento, invece, rende conto della maggiore o minore capacità di separare sostanze di dimensioni variabili. La scelta della composizione chimica e fisica della fase stazionaria è basale per l’ottimizzazione della procedura di estrazione: la fase stazionaria cioè, deve trattenere selettivamente gli analiti di interesse, per poi rilasciarli durante la fase di eluizione (http://www.fedoa.unina.it/1709/1/Castiglia_Ambiente_Prevenzione_e_Medicina_Pubblica.pdf.). Nel sistema API 3 00Small Benchtop in dotazione la solvatazione delle goccette o particelle avviene nell’interfaccia del Curtain Gas, appena fuori della curtain plate in regime di pressione atmosferica.
Con il termine di solvatazione si intende l'interazione tra il soluto e solvente in modo che ogni molecola di soluto disciolto sia circondato di alcune molecole di solvente, il cui numero dicesi numero di solvatazione . In tal modo la solvatazione differisce dalla semplice dispersione. Nella figura, gli ossigeni elettronegativi di 6 molecole d’acqua, si orientano verso l’atomo di Na+. Se il solvente è l’acqua si parla anche di idratazione.
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Interazioni Non-polari
Le interazioni non polari più importanti che possono intercorrere tra fase adsorbente e analita, sono le forze di Van der Waals (interazioni tra i gruppi C-H di analita e adsorbente).
C18 (Octadecil-silano) è l’adsorbente più usato per le interazioni non- polari, non è selettivo e permette di trattenere molti composti non polari. Utilizzato per analisi che necessitano l’estrazione del maggior numero di composti presenti all’interno di una matrice (es. analisi ambientali).
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Interazioni Polari
Interazioni polari come i legami idrogeno, forze dipolo/dipolo e molte altre che determinano la distribuzione degli elettroni tra gli atomi presenti nei gruppi funzionali producendo una una distribuzione polare delle cariche (+) e (-).
Molecole con gruppi funzionali polari (-OH, -NH2, C=O, anelli aromatici, gruppi sulfidrili, doppi legami e gruppi che contengono eteroatomi come O, N, S, P) interagiscono con i gruppi funzionali polari di opportuni adsorbenti.
Il legame idrogeno è una interazione polare che interviene tra un gruppo che ha un H legato ad un atomo elettronegativo (come l’O oppure l’N) e un altro gruppo con un atomo elettronegativo. –OH ed –NH2sono i principali donatori di legami idrogeno in grado di interagire con gruppi funzionali che contengono O, N e S.
1.3.1 La Spettrometria di Massa
(http://www.fedoa.unina.it/815/1/tesi_di_dottorato_tartaglione.pdf)
La spettrometria di massa consente di misurare le masse molecolari e di determinare quindi la formula di struttura di composti sconosciuti, anche avendone a disposizione piccole quantità.
Ma è un metodo d’analisi distruttivo (la molecola non rimane intatta dopo l’analisi), e soprattutto non si basa sull’interazione tra radiazioni e materia.
Una molecola di cui si vogliano misurare le proprietà di massa, deve essere prima volatilizzata e ionizzata in una componente dello spettrometro detta sorgente di ionizzazione.
Non si può ottenere una spettrometria di massa se non si producono ioni in fase gassosa che saranno successivamente accelerati fino a raggiungere una velocità specifica mediante un campo elettrico, e poi proiettati in un analizzatore di massa appropriato che separa entità di masse diverse ed infine, verrà così distinto e rivelato in modo sequenziale, ogni composto dotato di carica e con una certa massa. In sostanza, in uno spettrometro di massa il campione è prima ionizzato alla sorgente; L’analizzatore separa poi gli ioni in funzione del loro rapporto massa/carica (m/z). Tutti gli analizzatori di massa lavorano in un vuoto molto spinto.
Poiché gli ioni debbono sussistere in fase gassosa per poter essere individuati e quantificati, a seconda della natura delle molecole da analizzare è richiesta una differente sorgente di ionizzazione.
In spettrometria di massa si indicano dunque con spettrometria di massa tandem (o MS-MS o MS/MS o MSn) le tecniche di ri-frammentazioni successive effettuate su ioni-frammenti già analizzati. Si tratta in pratica di ripetere più volte la frammentazione e l'analisi sugli stessi ioni. È utile accoppiare questa tecnica con tecniche di ionizzazione soft, che danno cioè poca frammentazione, soprattutto con quelle tecniche che danno unicamente lo ione molecolare. Il curtain gas (gas sipario) è un flusso di gas secco intercorrente che emana come una cortina, nello spazio tra due piastre strettamente affrontate, ciascuna con un orifizio centrale, lungo l’asse di una sorgente di ionizzazione spray. Un diagramma della m/z o massa (ascissa) contro l'intensità spesso normalizzata al 100% in base allo ione più intenso rilevato (ordinata), si produce per selezione della trasmissione degli ioni nell'analizzatore per definiti intervalli di valori m/z in un dato periodo di tempo.