고체상 추출 방법 확립 시 고려 사항: 매트릭스의 성질_혈액 시료, 소변, 우유, 먹는 물, 음료, 의약품, 오일

고체상 추출 방법을 확립할 때 분석 대상 시료 매트릭스의 성질에 따라 다른 방식을 선택해야 한다. 따라서 혈청, 혈장, 전혈 시료, 소변, 우유, 물, 와인 등과 같은 매트릭스의 성질별로 어떤 과정이 필요한지 정리하려 한다.

 

1. 혈청, 혈장, 전혈 시료

 

혈청과 혈장 시료는 SPE 추출을 위해서 사전 처리 과정이 필요하지 않을 수도 있지만, 대부분의 경우에 의약품과 같은 분석 물질은 단백질과 결합이 되어 있기 때문에 사전 처리 과정 없이 곧바로 고체상 추출을 할 경우에는 절대 회수율이 줄어들 수 있다. 이러한 생체 시료들을 SPE 방법을 이용하여 효과적으로 시료 전처리를 하기 위해서는 단백질 결합에 의한 방해를 제거하는 과정이 우선되어야 하는데 그 방법들은 다음과 같다.

1) 0.1M 또는 그 이상의 농도의 산이나 염기를 사용하여 시료의 pH를 3 이하 또는 9 이상으로 조절한 후 상층액을 SPE에 적재하여 추출한다.
2) 아세토나이트릴, 메탄올, 아세톤과 같은 극성 용매를 시료 부피의 2배 정도 첨가하여 혼합한 후 원심분리하여 단백질을 침전시킨 다음, 상층액을 취하여 물이나 완충 용액으로 묽힌 후 SPE에 적재하여 추출한다.
3) formic acid, perchloric acid, trichloroacetic acid, ammonium sulfate, sodium sulfate, zinc sulfate 등과 같은 산이나 무기염을 사용하여 단백질을 침전시킨 후 상층액의 pH를 조절한 다음 SPE로 추출한다.
4) 시료를 15분 정도 초음파 처리 후에 물이나 완충 용액을 가하고 원심분리한 후에 상층액을 취하여 SPE로 추출한다.

 

2. 소변 시료

 

소변 시료도 사전 처리 없이 곧바로 SPE에 적재할 수 있지만 물이나 적절한 pH의 완충 용액을 사용하여 묽힌 후에 SPE에 적재다. 경우에 따라서는 분석하고자 하는 물질들이 대사 과정에 의해서 glucuronide, sulphate 등과 컨쥬게이션 되어 있을 수 있기 때문에 이들을 떼어내기 위해서 산 가수 분해 또는 염기 가수분해를 한다.

보통은 강산이나 강염기를 소변에 가한 후 15~20분 정도 가열하여 가수 분해시킨 다음에 냉각 후 완충 용액을 가하고 적절하게 pH를 조절하여 SPE에 적재하여 추출한다. 경우에 따라서는 효소 가수 분해를 시키는 방법을 사용하기도 한다.

 

3. 우유 시료

 

우유 시료는 물이나 메탄올과 같은 극성 용매의 혼합물로 묽혀서 SPE에 적재한다. 단백질 침전을 위해서는 염산, 황산, trichloroacetic acid와 같은 산을 사용하여, 침전 후에 시료를 원심분리하고 상층액을 취하여 SPE에 적재하여 분석 물질을 추출한다.

 

4. 환경 물 시료

 

식수, 지하수, 폐수 등 환경 물 시료는 고체 입자가 많이 포함되어 있지 않으면 곧바로 SPE에 적재할 수 있다. 하지만, 지하수와 폐수는 고체 입자들이 많이 포함되어 있는 경우가 많으므로 SPE 적재 전에 필터링을 해줄 필요가 있는데, 이 경우에 분석 물질이 제거된 입자에 결합되어 있으면 필터링으로 인하여 추출 효율이 감소하게 되므로 가능하면 필터링을 하지 않는 것이 바람직하다.

 

5. 와인, 맥주, 기타 음료

 

알코올 음료나 기타 음료는 역상이나 이온 교환 조건에서 사전 처리 과정 없이 SPE에 직접 적재할 수 있다. 역상 SPE를 사용할 경우 알코올 함량이 높을 경우에는 물이나 완충 용액을 사용하여 알코올 농도를 10% 이하로 줄이는 것이 좋고, 시료 중에 고체 입자가 있으면 원심분리나 필터링으로 이를 제거하는 것이 바람직하다.

 

6. 과일 주스

 

원심분리하여 상층액을 SPE 카트리지에 적재하며, 점도가 높은 주스는 물로 묽히거나 적절한 pH의 완충 용액으로 묽혀 줄 필요가 있다.

 

7. 액체상 의약품

 

액체상 의약품은 주로 수용액이므로 역상이나 이온 교환 SPE에서 전처리하는 것이 일반적이다. 시료의 점도가 높으면 물이나 적절한 완충 용액으로 묽혀서 사용한다.

 

8. 오일

 

탄화수소 오일이나 지방 오일은 물로 묽힐 수 없기 때문에 정상상 SPE 조건에서 처리하는 것이 일반적이다. 시료를 희석시킬 때는 헥세인이나 염소 용매와 같은 중간 극성에서 무극성 용매를 사용한다. 묽혀진 시료는 정상상 실리카나 흡착 매질에 적재시킨다.

분석하고자 하는 화합물은 머무름이 없이 빠져나오고 불순물은 흡착제에 그대로 남아 있다. 분석 물질이 고체 정지상에 머물러 있으면 극성도를 높인 용매를 사용하여 고체상을 계속해서 씻어 준다.