استخراج فاز جامد

استخراج فاز جامد از کروماتوگرافی معمولی مشتق گردیده است که در آن از یک محیط جاذب برای جدا‌سازی نمونه‌ها بر اساس اختلاف در برقراری تعادل با محیط جاذب استفاده شده است. سابقه‌ تاریخی استخراج فاز جامد حداقل به اوایل دهه‌ ۱۹۷۰بر می‌گردد که در آن زمان ستون‌های انباشته شده با ذرات رزین XAD برروی هم وبه منظور تغلیظ غلظت‌های بسیار کمی از آلایند‌ه‌های آلی موجود در آب مورد استفاده قرار گرفتند. اما-γ آلومینا و SDS چندین سال قبل از ۱۹۷۰ به منظور تغلیظ مواد آلی حل شده پیش از انجام آنالیز مورد استفاده قرار گرفته بودند. در ۱۹۳۰ سیلیکا، فلوریسیل و خاک های دیاتومه (کیزلوهه) به عنوان جاذب ‌های جامد برای تغلیظ نمونه‌ ها ‌به‌کار گرفته شدند. رزین XAD که به صورت کارتریج نیز استفاده شده، شیمیدان‌ های بالینی در ۱۹۷۲ از آنها برای استخراج داروها از سیالهای بیولوژیک استفاده کردند. در ۱۹۸۰، شرکت ‌های تولید‌کننده فازهای جامد، مواد پرکننده متنوع با ستون هایی به اشکال متفاوت را به بازار عرضه کردند. پس از این تاریخ جاذب ‌های ترکیبی برای آنالیز داروها معرفی شدند. تحقیقات جدید در استخراج فاز جامد به سمت استفاده از دیسک‌ها، میکروفیبرها و خودکارسازی بسیاری از محصولات استخراج فاز جامد سوق پیدا کرده است. این روند همچنین برای تولید محصولات جدید استخراج فاز جامد ادامه دارد .

مقایسه‌ی استخراج فاز جامد با استخراج مایع-مایع

هدف از استخراج مایع-مایع انتقال مواد حل شده‌ مورد نظر از فاز مایع دیگری است که غیر قابل امتزاج است و عمدتاً مواد حل شده از محلول آبی با حجم بیشتر به درون حلال آلی با حجم کمتر استخراج می‌شود. معمولاً استخراج مایع- مایع

تجزیه ‌ای در یک قیف جدا کننده انجام می ‌شود، به طوری‌که پس از انجام استخراج، جدا‌سازی دو مایع امکان‌ پذیر است و مایع استخراج‌ کننده سنگینتر و یا سبکتر از آب است. فرایند انتقال در استخراج مایع-مایع تعادلی می ‌باشد. یکی از مشکلات اصلی در استخراج مایع-مایع ایجاد محلول امولسیون است که خیلی آهسته از بین می‌ رود یا اصلاً از بین نمی ‌رود. اگر چه SPE را می ‌توان در تعادلی ناپیوسته شبیه به آنچه که در استخراج مایع-مایع به کار می ‌رود نیز انجام داد، اما روش

متداول تر استفاده از یک لوله (ستون) کوچک یا کارتریجی می باشد که از ذرات جامد انباشته است. نمونه‌ی مایع در طی عبور از ستون، با ذرات جامد کاملا در تماس قرار می‌ گیرد که در اثر این عمل، تعادل سریعاً بر قرار شده، تغلیظ آنالیت روی فاز جامد امکان ‌پذیر می ‌گردد. بر خلاف استخراج ناپیوسته که در آن مواد حل شده دارای یک تعادل یکتایی بین دو فاز می ‌باشد، هنگامی که استخراج فاز جامد با یک ستون کوچک انباشته انجام می‌ شود، تعادل‌ های چند‌گانه موثری وجود خواهند داشت. این پدیده به ‌این دلیل است که مواد حل شده با عبور از ستون به طور پیوسته با ذارات تازه ‌ای مواجه می شوند. بنابراین انتظار می ‌رود که در مقایسه با استخراج ‌های ناپیوسته مایع-مایع، در ستون های SPE درصد استخراج بیشتر باشد.

معمولاً برای اندازه‌ گیری نهایی، انتقال آنالیت‌ ها از ذرات جامد به فاز مایع ضرورت پیدا می ‌کند؛ شیمی این مرحله، به نوع آنالیت‌ ها و جامدات استخراج کننده مورد استفاده بستگی خواهد داشت. معمولاً ترکیبات آلی را می توان بوسیله حجم کمی (کمتر از یک میلی لیتر) از یک حلال آلی از یک ستون کوچک SPE شویش داد.

مراحل استفاده از فاز جامد

روش استفاده از یک فاز جامد، عموماً شامل مراحل آماده ‌سازی، استخراج، شستشوی مزاحمت ‌ها و شویش آنالیت است که در ادامه توضیح داده می‌ شوند.

آماده سازی فاز جامد

این مرحله برای آماده کردن فاز جامد برجهت بر همکنش‌ های کامل و تکرار پذیر با نمونه صورت می گیرد. ابتدا فاز جامد با یک حلال مناسب شسته می شود تا با مرطوب شدن سطح جاذب، زنجیره های الکیلی، به وسیله ملکول‌ های حلال سولواته شده، از حالت واپیچیده و جمع شده خارج شوند. سپس فاز جامد تحت تاثیر یک محلول شبیه محلول نمونه قرار می‌ گیرد؛ این عمل تماس کامل بین آنالیت و سطح جاذب را در مراحل بعد، امکان پذیر می سازد. مثلا برای آماده سازی یک فاز جامد حامل ۱۸ C، ابتدا آن را با متانول و سپس با آب شسته می ‌شود.

استخراج آنالیت

با عبور محلول نمونه از درون فاز جامد، آنالیت روی سطح آن جذب می ‌شود. برای جذب کامل و گزینش پذیر آنالیت روی فاز جامد، باید شرایط محلول نمونه مانند pH ، قطبیت و عوامل دیگر کاملاً مناسب باشد.

شستشوی مزاحمت ها

در این مرحله با عبور یک محلول مناسب از فاز جامد، مزاحمت های احتمالی که همراه آنالیت باز داده شده ‌اند، از فاز جامد شسته می شوند؛ حلال یا محلول مورد نظر باید طوری انتخاب شود که هیچ اثری بر جذب آنالیت نداشته باشد.

شویش آنالیت

با عبور یک حلال یا محلول مناسب، آنالیت جذب شده روی فاز جامد، شسته شده، جمع‌آوری می‌گردد. حلال یا محلول باید طوری انتخاب شود که علاوه بر بازیابی کامل آنالیت با استفاده از حداقل مقدار آن، در مرحله‌ی اندازه گیری ایجاد مزاحمت نکند و یا به سادگی از سیستم حذف شود.

مکانیسم برهمنکش آنالیت - جاذب

برای طراحی یک روش استخراج فاز جامد و انتخاب یک جاذب مناسب، باید ویژگی‌های آنالیت و بافت آن و همچنین مکانیسم برهمنکش بین آنالیت، بافت و جاذب را به دقت بررسی نمود. نیروهای متفاوت بین اتم ها و مولکول‌ها، برهمنکش های متفاوتی را بین آنالیت و جاذب ایجاد می کنند که از این میان می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

• بر همکنش‌ های واندروالسی

• نیروهای آب گریز

• بر همکنش های قطبی

• بر همکنش های الکترواستاتیکی

• پیوندهای کووالانسی

• پیوند های کئوردیناسیون

عوامل مؤثر بر استخراج فاز جامد

1) pH محلول: برای جذب کامل مزاحمت ها‌ی استخراج انتخابی آنالیت‌ها باید بهینه سازی شود.

2) نوع حلال: بسته به نوع آنالیت برای جداسازی حلال های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.

3) حجم جذب و واجذبی نمونه: هر چه مقدار جذب و واجذبی آنالیت با جاذب مساوی باشد، به عبارتی مقدار آنالیت جذبی با مقدار واجذبی آن با جاذب برابر باشد، مقدار بازده استخراج بیشتر می ‌شود. واجذب آنالیت از فاز جاذب با حرارت یا حلال امکان پذیر است.

کاربردهای استخراج فاز جامد

ارزیابی واقعی هر روش تجزیه‌ ای به این صورت است که آن روش برای آنالیزهای عملی با چه کیفیتی عمل می‌کند، زیرا ممکن است کنترل نمونه های مورد استفاده بسیار پیچیده ‌تر و مشکل تر از نمونه های تمیز و ایده آلی باشد که ارزیابی اولیه روش تجزیه ای به کار می‌روند. برای این که یک روش تجزیه ‌ای مورد پذیرش همگان قرار گیرد بایستی توجه شود که (۱) آیا نیاز واقعی به این روش وجود دارد؟ (۲) آیا نیاز به مرحله پیش تغلیظ جهت افزایش حساسیت روش وجود دارد؟ (۳) آیا روش مورد استفاده برای نمونه های حقیقی به خوبی عمل می ‌کند؟

اهمیت آماده سازی نمونه در کل فرایند تجزیه ای به خوبی معلوم شده است. ضرورت انجام تعداد زیادی از آنالیز‌ها به صورت سریع و موثر در بخش هایی مثل بررسی دارو و پروژه های مربوط به ژن به چشم می‌ خورد. استخراج فاز جامد غالباً یک جز اساسی در آنالیز های سریع است. عملکرد بسیار عالی SPE در نمونه ‌های واقعی با تعداد زیادی از کاربرد های عملی تایید شده است که در اینجا به طور خلاصه به آنها پرداخته ‌می‌ شود.

تغلیظ نمونه ‌های شامل غلظت ‌های بسیار کم آنالیت

حساسیت یک روش تجزیه ای قبل از هر چیز به خواص شیمی فیزیکی آنالیت و سیستم آشکارسازی به کار رفته بستگی دارد. اگر در کنار آنالیز نمونه یک مرحله پیش تغلیظ نیز وجود داشته باشد، حساسیت افزایش می‌ یابد. روش استخراج فاز جامد امکان پیش تغلیظ آنالیت را با استخراج آن در حجم کم امکان پذیر می ‌کند. تغلیظ با این روش در مورد علف کش ‌ها و

آفت کش های آلی موجود در آب با فاکتور تغلیظ بالای ۱۰۰۰ انجام شده است.

استخراج و آنالیز آلاینده‌های آلی محیط زیست

استخراج آلاینده ها از آب های سطحی به کمک فاز جامد انجام شده است. به عنوان نمونه، آب رودخانه ای که حاوی ۶۲

آفت کش با قطبیت مختلف بوده، مورد آزمایش قرار گرفته و بازده ۷۲ تا ۸۱ درصد گزارش شده است.

استخراج و اندازه‌گیری کاتیون ‌های فلزی

مقدار فلزات سنگین در خاک های آلوده با این روش استخراج و اندازه‌ گیری شده است. جدا سازی کمی مقادیر بسیار کم روی از بافت کادمیم با اسفنج پلی اورتان مثال دیگری در این زمینه است.

جدا‌سازی دسته‌های مشابه از یک نمونه

استخراج فاز جامد را می توان برای دسته بندی یک مخلوط پیچیده به دسته ‌هایی از ترکیبات مشابه بکاربرد. این دسته با استفاده از فاز جامدی که برای ترکیبات مختلف، گزینش ‌پذیرهای متفاوتی دارد یا با استفاده از حلال‌ های شستشو با

گزینش پذیری مختلفی امکان پذیر است. ترکیبات جدا سازی شده برای تفکیک و جدا سازی بیشتر به HPLC آنالیز می‌شوند.

حفاظت از سیستم های تجزیه ای

فاز جامد را می توان به صورت یک پیش ستون قبل از دستگاه قرار داد تا ذاراتی را که ممکن است باعث خراب شدن سیستم های تجزیه ای شوند به دام انداخته و عمر سیستم ها را طولانی تر کند.

سیالات بیولوژیکی

جدا سازی داروها و متابولیت های آنها و مواد آلی نسبتا کوچک از سیالات بیولوژیکی مثل ادرار، خون، پلاسما در اثر حضور پروتئین یا دیگر مولکول های بزرگ در نمونه پیچیده تر می شود. به طور سنتی، استخراج مایع – مایع در اغلب

آزمایشگاه های کلینیکی وسم شناسی استفاده می گردد، اما SPE به میزان زیادی برای حذف و جداسازی داروها و دیگر مواد از نمونه های بیولوژیک استفاده می‌شود SPE .در مقایسه با LLE روشی تمیزتر، عاری از تشکیل امولسیون، سرعت بهتر، تکرار‌پذیرتر، دارای کارکردی ساده و با امکان خودکار شدن است. از کاربردهای دیگر SPE می توان استفاده از آن در استخراج مواد مورد نظر از نمونه های کشاورزی، مواد خوراکی و آشامیدنی، استفاده در پزشکی قانونی، استفاده در صنایع کاغذ و خمیر کاغذ، استفاده در سنتز مواد آلی و… را نام برد.

انواع روش های استخراج فاز جامد

استخراج فاز جامد به روش فاز طبیعی

این روش برای جداسازی ترکیبات قطبی از بافت نمونه های غیر قطبی به کار می رود. روغن گیاهی حل شده در هگزان مثال خوبی برای این روش است. در این روش از ذرات جامد قطبی برای استخراج آنالیت های قطبی از نمونه استفاده می شود. در پایان، آنالیت های استخراج شده به وسیله یک حلال آلی شویش می شوند. جاذب فاز نرمال، شامل فاز ساکنی است که

قطبی تر از حلال یا ماتریکس نمونه است. از این روش استخراج فاز جامد هنگامی استفاده می شود که نمونه درحلال آلی حل شود. از جاذب های سیلیکاژل می‌توان به عنوان جاذب فاز نرمال استفاده کرد. بر هم کنشهایی مثل پیوند هیدروژنی و بر هم کنش دو قطبی – دو قطبی مکانیسم های اولیه‌ بازداری نمونه حل شده‌اند.

استخراج فاز جامد به روش فاز برگشتی

هدف از بکارگیری این روش، تفکیک ترکیبات نسبتاً غیر قطبی از آنالیت های قطبی مانند آب است. در این روش از ذرات نسبتاً جاذب آب گریز مانند سیلیکا با گروه های پیوندی اکتا دسیل سیلان یا یک پلیمر آلی با حلقه های بنزنی استفاده

می شود. همچنین از جاذب هایی که نسبت به نمونه غیر قطبی باشند، مانند کربن گرافیتی و شبه پلیمرها که این جاذب ها برای نمونه های آبی است، استفاده می شود. مکانیسم بر هم کنش بین جاذب و آنالیت نیروی واندروالس و در مرتبه‌ی دوم پیوند هیدروژنی و بر هم کنش دو قطبی – دو قطبی است. مواد استخراج شده توسط مقدار کمی حلال آلی شویش می شوند.

استخراج فاز جامد به روش تبادل یونی

در این روش از ذرات حاوی گروه های مبادله کننده‌ی کاتیونی و آنیونی برای استخراج آنالیت های یونی یا آنالیت هایی که با تنظیم pH قابل تبدیل به شکل یونی باشند، استفاده می شود. بازداری آنالیت بر اساس حالت یونی (کاتیونی و آنیونی) مولکولی است. از ذرات جاذب مورد استفاده در این روش می توان نمک های چهار تایی آمین و کربوکسیلیک اسیدها را نام برد. پس از استخراج، مواد استخراج شده به شکل مولکولی تبدیل و سپس با یک حلال آلی شویش می شوند.

استخراج فاز جامد بر اساس اندازه‌ یون

در این روش مکانیسم بازداری بر اساس اندازه آنالیت است. این تکنیک اخیراً در استخراج فاز جامد استفاده می شود و معمولاً به صورت جفت شده با روش های فاز معکوس و یا تعویض یون به کار گرفته می شود.

خواص مطلوب ذرات جاذب در استخراج فاز جامد

تخلخل سطح زیاد

در روش استخراج فاز جامد، جذب یک ماده حل شده در نمونه به تعادل محلول و اندازه‌ ذرات بستگی دارد. این تعادل با شدت بسیاری به سمت جامدی که سطح بیشتری دارد، جابجا می شود. برای موثر بودن روش استخراج فاز جامد معمولاً ذراتی با مساحت بزرگ تر از ۱۰۰ متر مربع بر گرم لازم است. امروزه به طور وسیعی از ذراتی با سطح ۲۰۰ تا ۸۰۰ متر مربع بر گرم استفاده می شود.

جذب سطحی برگشت پذیر

برای انجام موفق استخراج فاز جامد فراهم شدن شرایط زیر ضروری است:

الف- ذرات استخراج کننده تکرارپذیری زیادی در جذب ماده حل شده مورد نظر داشته باشند.

ب- مواد حل شده‌ی مورد نظر باید به راحتی و به طور کامل از ذرات استخراج کننده شویش شوند.

میزان خلوص

ذرات جامد باید از هر نوع ناخالصی که ممکن است در حین شویش اجزای نمونه، از ذرات نمونه جامد شسته شوند، عاری باشند. در صورتی که خالص سازی ذرات لازم باشد، این کار را می توان از طریق شستشو با یک حلال آلی انجام داد؛ از

مهم ترین این ناخالصی ها می توان به اتیل بنزن، بنزوییک اسید و دیگر ترکیبات ناخالصی که در مرحله پلیمریزاسیون در داخل رزین محبوس می شوند، اشاره کرد.

پایداری شیمیایی و حرارتی مناسب

لازم است ذرات جامد در حلال های آلی و آبی مورد استفاده در مرحله شویش، پایدار باشند. رزین های پلیمری باید دارای پیوندهای عرضی کافی باشند، به طوری که از عدم حلالیت و یا نرم نشدن آنها در حلال های آلی اطمینان حاصل شود. این رزین ها نباید در اثر تماس با مایعات مختلف، دچار تغییرات زیاد مثل تورم و یا انقباض شوند.

بازیابی با درصد بالا

آنالیز کمی استخراج فاز جامد به درصد بازیابی هر یک از آنالیت ها در طول مراحل استخراج و شویش بستگی دارد. تعیین مقدار یک آنالیت هنگامی به طور مطلوب انجام می شود که بازیابی آن به طور کامل صورت پذیرد. با استفاده از استانداردهای معین، برای کار کمی می توان درصد بازیابی های کمتر از ۱۰۰ را نیز مورد استفاده قرار داد، اما هنگامی که درصد بازیابی کل تا حد امکان بالا نگه داشته شود، دقت و صحت عمل بیشتر خواهد بود.

انواع قالب بندی های جاذب برای استخراج فاز جامد

جاذب استفاده شده برای استخراج فاز جامد در چهار فرم دیسک، کارتریج، سرنگ مخزنی و ستون است که در شکل نشان داده شده است.

انواع قالب بندی های رایج جاذب برای استخراج فاز جامد

استفاده از فرم های مختلف جاذب سبب جداسازی موثرتر نمونه بر اساس نوع و حجم نمونه می‌ شود. فرم سرنگ مخزنی بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد که معمولاً شامل حدود ۴۰ūg ماده جاذب و ۲۰ūg پلی پروپیلن بر روی آن است. کارتریج از بدنه‌ی پلی اتیلنی تشکیل شده است. دیسک‌ هایی در انواع مختلفی موجود است، دیسک‌ هایی به فرم غشا و یا دیسک – کارتریج وجود دارند که در فرم دیسک – کارتریج، دیسک درون یک سرنگ مخزنی جای گذاری می شود. مزیت مهم دیسک، انتقال سریع جرم است؛ علت آن سطح بزرگ ذرات است که باعث سرعت جریان بالا برای حجم زیادی از نمونه می شود. این مزیت برای نمونه های زیست محیطی هنگامی که یک لیتر آب را بخواهند در کمتر از ۱۵ دقیقه پردازش کنند، مفید است.

انتقال جرم سریعتر باعث کاهش حجم حلال مصرفی می شود، زیرا دیسک از ذرات کوچکی تشکیل شده که این عامل باعث افزایش کانال های عبوری و در نتیجه کاهش حجم حلال مصرفی می شود.

انواع فاز جامد

سیلیکاژل

فاز جاذب سیلیکاژل بسیار قطبی است که معمولاً عمل جذب در آن به صورت برگشت‌ناپذیر است؛ به این دلیل قابلیت انتخابی ندارند و کمتر استفاده می¬شود. برای رفع این مشکل به جای گروه‌ های OH در سیلیکاژل گروه ‌های دیگری جایگزین می‌شوند، که به این گروه¬ ها فازهای پیوندی گفته می‌شود. جدول زیر انواع فازهای پیوندی را که به عنوان فاز جامد در روش استخراج با فاز جامد استفاده می ¬شوند، نشان می¬ دهد.

انواع فاز های پیوندی

جاذب‌ های معدنی

کربن فعال

کربن به فرمهای مختلفی وجود دارد که یکی از آنها کربن فعال است. این ماده با دارا بودن امتیازاتی از قبیل پایداری گرمایی بالا، پایداری زیاد در مقابل نور، ساختمان متخلخل و محکم، پایداری مکانیکی بالا، نسبت سطح به حجم زیاد و دست یابی به خلوص بالا دارای ظرفیت بالایی برای جذب گونه های مختلف می باشد که می توان از آن برای جداسازی یون ها و گونه های آلی به‌ علت تمایل بسیار زیادیی که برای جذب مولکول های آلی دارد، استفاده کرد. کربن فعال از مواد مختلف مثل لیکنیت، زغال و پلیمرها و هر ماده کربن دار دیگر تولید ‌می‌شوند. همچنین کربن فعال از سبوس برنج، هسته‌ شفتالو و زردالو و پوسته‌ بادام و سبزی ها تهیه می شود. خصوصیات سطحی، گروه های عاملی موجود در سطح، اندازه‌ سطح، تخلخل، اندازه و توزیع حفره ها در کربن فعال بسته به نوع ماده‌ی اولیه متفاوت است. خصوصیات کربن فعال تا حد زیادی به روش و شرایط فعال سازی بستگی دارد. کربن فعال عمدتاً حاوی حفرات ریز است، اما حفره های متوسط و بزرگ نیز در آن وجود دارد که نتیجه‌ عملی آن دسترسی گونه های جذب شونده به درون ذرات کربنی است.

آلومینای فعال

آلومینا در دو فرم -γآلومینا و -αآلومینا وجود دارد. -γآلومینا دارای بار مثبت روی سطح می باشد و گونه هایی با بار منفی مثل سدیم دو دسیل (SDS) را به طور موثر در ۶-۱ = PH جذب می کند؛ یعنی در حدود ۲۵۰ میلی گرم SDS بر روی ۵/۱ گرم -γ آلومینا به طور کامل جذب می شود، در حالی که -α آلومینا به دلیل ماهیت شیمیایی یعنی بی اثر (خنثی بودن) بودن سطح آن تمایل بسیار کمی برای جذب SDS دارد. فعال کردن آلومینا به صورت شیمیایی و با استفاده از اسیدهای معدنی صورت می گیرد.

جاذب‌های پلیمری

پلیمرهای آلی متخلخل دارای مزایایی نسبت به سیلیکای فاز پیوندی و کربن فعال برای استخراج فاز جامد می‌باشند، زیرا:

• ذرات پلیمری آلی را می توان در محدوده ی تمام pH ها به کار برد.

• دارای مساحت بیشتری نسبت به ذرات سیلیکای فاز پیوندی هستند.

• جذب آنالیت های آلی با آنها کامل تر انجام می شود.

• نمونه ی جذب شده به ذرات پلیمری آلی با مقدار کمی از یک حلال آلی به راحتی شویش می شود.

نوعی از این پلیمرها که بیشتر استفاده می شود، پلی دی وینیل بنزن است. همچنین پلیمرهای قالب مولکولی در ۱۹۹۸ کشف شد.

این مولکول به شکل خاصی می باشد که آنالیت ها در داخل آن قرار می گیرند. هر کدام از پلیمرها آنالیت های خاص را جذب می کنند که اساس کار پلیمرهای قالب مولکولی می باشد.

ویژگی های پلیمرهای قالب مولکولی عبارتند از :

• به آسانی تهیه می شوند.

• پایداری شیمیایی و دمای بالا دارند.

• امکان تهیه آنها در اشکال مختلف و تهیه آنها در شرایط متفاوت وجود دارد.

• برای ترکیبات بیومولکولی می توان از آن‌ها استفاده کرد.

• امکان نگه‌ داری آنها برای مدت زمان طولانی، بدون هیچ تغییر در خواص شیمیای و فیزیکی وجود دارد.

نانو جاذب‌ها

انتخاب جاذب مناسب برای پیش تغلیظ و جداسازی آلاینده‌ها، فاکتور بسیار مهمی در رسیدن به بازیابی کامل و ظرفیت بالای جذب است. در سالهای اخیر ترکیبات جامد با ابعاد نانومتر به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی خاص خود برای این منظور مورد توجه قرار گرفته اند. نانوجاذب ها ذراتی نانومتری از مواد آلی یا غیرآلی هستند که تمایل بالایی به جذب مواد دارند؛ از این رو نانوجاذب ها ظرفیت بالایی دارند. ظرفیت جذب نانوجاذب ها به شکل چشمگیری در مقایسه با مواد متداول افزایش می یابد. نانوجاذب ها می توانند طوری طراحی شوند که چندین نانو ذره فعال یا جزء نانوساختار داشته باشند، برای مثال کربن فعال شده‌ی آغشته به فلزات و نانو کامپوزیت های طلا – پلادیوم. نانو جاذب ها کاربردهایی در پاکسازی آب با هوا دارند و می توانند در خالص سازی آب های زیرزمینی یا فرآیندهای تصفیه فاضلاب استفاده شوند.

مهمترین کاربردهای نانو جاذب ها:

• پاکسازی آب ها و خاک با کربو- آهن.

• نانو رس برای جذب آلاینده های آلی و فسفری.

• نانو اکسیدهای فلزی و نانو الیاف پلیمری برای برداشتن آرسنیک و فلزات سنگین.

• نانو اکسیدهای آهن برای جذب مواد دارویی از آب ها.

• نانو جاذب هایی که تاکنون از سوی محققان در استخراج فاز جامد مورد استفاده قرار گرفته اند،

• عبارتند از: نانو کامپوزیت ها،نانو TiO2 ، کربن نانوتیوبها و نانو ذرات مغناطیسی.

مزایای روش SPE

1) کاهش مصرف حلال آلی.

2) انعطاف پذیری در انتخاب فاز جامد.

3) امکان تغلیظ نمونه ی رقیق شده.

4) فاکتور پیش تغلیظ بالا.