¿Qué es MEPS?
MEPS es Micro Extraction by Packed Sorbent y es un nuevo desarrollo en el campo de la preparación y manipulación de muestras.
MEPS es la miniaturización de la SPE convencional de volúmenes de lecho empacado de mililitros a microlitros.
La aproximación de MEPS a la preparación de la muestra es adecuada para fases reversas, fases normales, fases de modo mixto o de intercambio iónico.
MEPS está disponible en una amplia variedad de fases de SPE convencionales contenudas en un microcartucho integrado con la aguja de la microjeringa. Ver figura 1.
El cartucho (Pendiente de Patente), contiene la fase estacionaria y es solidario con la aguja de la jeringa. Ver Figura 2.
¿Por qué MEPS?
Históricamente, muchos métodos de preparación de muestras utilizan la extracción líquido-líquido (LLE) que requiere grandes volúmenes de muestra. Las ventajas de la SPE sobre la LLE son que SPE requiere mucho menos tiempo, puede evolucionar a una técnica totalmente automatizada, necesita mucho menos solvente y ofrece selectividad.
MEPS realiza las mismas funciones que SPE: la eliminación de componentes de la matriz que interfieren y el aislamiento y la concentración selectiva de los analitos.
MEPS mejora la SPE convencional porque:
- Reduce significativamente el tiempo necesario para preparar e inyectar las muestras.
- Puede combinarse con inyectores automáticos de LC y GC – la etapa de extracción e inyección se efectúan en línea usando la misma jeringa.
- Reduce significativamente el volumen de solventes necesarios.
- Puede trabajar con muestras tan pequeñas como 3.6 µL, frente a los varios centenares de mL con SPE.
Tamaño de Muestra y Sensibilidad
Las muestras pueden ser tan pequeñas como 10 µL, o, tomando varias alícuotas de 100 µL o 250 µL, pueden concentrarse muestras de 1 mL.
Automatización
La capacidad de extraer muestras y efectuar la inyección en línea usando el mismo dispositivo reduce tanto los tiempos de procesado de muestra como la necesidad de la intervención de un operador.
Existen inyectores automáticos que integran la operativa MEPS en su software de gestión, y efectúan todos el proceso de manera automática.
eVol también puede programarse para operar el proceso de Extracción en Fase Sólida MEPS de modo semiautomático.
Vida del sorbente
La vida típica de un cartucho en la extracción de muestras de plasma completo se estima entre 40 y 100 muestras. Estos valores son conservadores y aumentan significativamente en muestras más limpias.
Efecto memoria
La pequeña cantidad de fase en el cartucho MEPS puede limpiarse fácil y efectivamente entre muestras para reducir la posibilidad de contaminacón por arrastre. El proceso de lavado resulta, simplemente, no práctico en los sistemas SPE tradicionales. En un sistema automático, el lavado puede efectuarse mientras se analiza la muestra previa. La Figura 3 muestra los cromatogramas de 3 extracciones de 10 μL. La extracción 1 muestra el cromatograma de un mix de fenoles a 25 ppb en agua contaminada con alcanos. En la segunda y tercera extracción se puede constatar el mínimo efecto memoria de un cartucho MEPS.
se muestran los cromatogramas de tres extracciones de 10 µL. La primera se ha etiquetado como «fenoles 25 ppb», la segunda «extracción 2» y la tercera «extracción 3». Se ve claramente que en los primeros 10 µL de metanol se eluyen todos los fenoles.
Una de las razones generalmente aducidas para el uso de cartuchos SPE desechables es el problema del efecto memoria.
Flexible y de fácil uso
Las dimensiones del lecho de sorbente asegura que las prestaciones se mantienen iguales a los sistemas SPE convencionales cuando se usan para la extracción de muestras similares. Los cartuchos MEPS pueden usarse para volúmenes de muestra tan pequeños como 3.6 µL, haciéndolos particularmente atractivos para su uso en línea para el análisis por LC-MS de muestras de volumen limitado.
La cantidad de sorbente determina la cantidad máxima de analito que puede ser retenido. La capacidad de los sorbentes no iónicos basados en sílice puede estimarse entre un 3 y 5% de la masa de lecho y el volumne de lecho sobre unos 1.5μL por mg de sorbente. Como el lecho de un cartucho MEPS es de unos 4 mg su capacidad se puede estimar entre 120 y 200μg de analito y su volumen en unos 6μL.
Cómo se usa MEPS (Vea Figura 4)
- Paso 1: Pase la muestra a través del cartucho MEPS (pueden tomarse uno o más volúmenes)
- Paso 2: Lave el cartucho MEPS una vez pasando de 20 a 50 µL de solución de lavado a través del cartucho para eliminar interferencias.
- Paso 3: Eluya el analito pasando solvente a través del cartucho al barril de la jeringa.
- Paso 4: Inyecte el analito directamente en el inyector.
- Paso 5: Pase 50 µL de solvente y 50 µL de solución de lavado para preparar el cartucho para la siguiente muestra.
¿Qué prestaciones tiene MEPS?
El tratamiento de muestras biológicas complejas se adapta rápidamente a MEPS y reduce el volumen de muestra y reactivos necesarios cuando se le compara con la SPE convencional y otros «procedimientos de micro extracción». En la Figura 4 se muestra la extracción de metabolitos de Xantina en orina humana cruda con un cartucho MEPS de C18 antes de su análisis por GCMS.
En este ejemplo 100 µL de orina humana se aspiraron a través de un cartucho MEPS C18 (acondicionado con metanol y agua, y lavado con agua). Las xantinas adsorbidas se eluyeron con 30 µL de metanol, y 2 µL se inyectaron en una columna BPX5 para su análisis por GC-MS.
La Figura 6 muestra la extracción de anestésicos de plasma de rata con MEPS C2 antes de su análisis por LCMS con concentraciones finales de 2.4, 2.5 y 3.0 μmol/L.
¿Cómo se compara MEPS en Exactitud y Precisión?
La Tabla 1 resume la precisión y la exactitud de los resultados obtenidos en el análisis de Tetracaína según cuatro métodos de tratamiento de muestras: MEPS, Extracción Líquido-Líquido (LLE), SPE convencional y micro extracción en Fase Sólida (SPME). La comparación con SPME, también una técnica de micro extracción, ha mostrado que MEPS ofrece una mejor precisión y exactitud empleando un tiempo de procesado de la muestra significativamente menor.
La Tabla 2 compara la precisión, la exactitud, los límites de detección y los tiempos de extracción de MEPS frente a otras dos técnicas de micro extracción, SPME y SBSE (Stirring Bar Sorbent Extraction), para cinco PAH’s extraídos de agua. Los resultados de MEPS y SBSE son significativamente mejores que con SPME pero MEPS procesa las muestras en un tiempo 100 veces más rápido que SBSE.
Conclusiones
Micro Extraction by Packed Sorbent , MEPS, es un nuevo desarrollo en el campo de la preparación y manipulación de muestras que permite:
- Manipulación de muestras muy pequeñas
- Reutilización del cartucho MEPS al no tener efecto memoria
- Uso de solventes muy reducido
- Proceso automatizable
- Mayor velocidad de tratamiento
- Mayor sensibilidad