관련 제품명 : Twister 

수용성 환경시료의 분석을 위해 과거 분석화학에서 사용했던 방법은, 휘발성 유기화합물의 경우에는 헤드스페이스, Purge & Trap 그리고 액-액추출법을 사용하였고, 중간휘발성 화합물의 경우에는 액-액 추출법이나 고상추출법을 사용하였다.

그 후 지금까지, 분석화학에서 미량화(miniaturisation)가 지배적인 추세로 발달해 왔다.

그 예로 미세액-액추출법, 대기압하헤드스페이스법과 디스크 카트리지 고상추출법 등이 있으며, 이러한 방법들로 인해 적은 시료량과 용매 그리고 작은 노력을 들이면서도 분석이 더 빨라졌고, 고감도의 실험이 가능하게 되었다.

10여년 전, 새로운 micro-extraction법이 Arthur와 Pawliszyn에 의해 개발되었다.

SPME(Solid Phase Micro-Extraction)는polydimethylsiloxane(PDMS)이 코팅된 섬유(fiber)를 사용하는데, 수분 메트릭스의 시료에 SPME 섬유를 넣었을 때 PDMS상과 수분상 사이에서 시료의 분배정도를 이용한 방법으로서 액상이나 기체상 모두에 사용할 수 있었다.

시료의 두 상간에 분배율은 옥탄올-물 분배계수(k(o/w))로 설명할 수 있다.

낮은 k(o/w)의 용질(k＜10000)은 낮은 회수율을 보이고, 높은 옥탄가의 용질은 반대로 높은 회수율을 보이는 현상이 PDMS와 매트릭스에서 일어난다.

회수율의 정도는 또한 PDMS의 양에 비례의 관계에 있는데 SPME에 사용된 PDMS의 양은 0.5 uL인 것을 감안하면 이 양은 물과 상비례하기에는 부족한 양이다.

즉 분석에는 충족되지 못하는 양이다.

이러한 이론에 기반하여 최근 PDMS로 코팅된 교반 막대를 사용하는 새로운 접근이 개발되었다.

0.5 uL보다 최소 100배 더 많은 50-200 uL PDMS가 코팅되었고, 그 양에 비례해서 결과적으로 그 감도는 100-1000배 증가되었다.

500보다 큰 옥탄가를 지닌 용질의 완전한 회수가 가능하며 10-500의 k(o/w)를 가진 용질 또한 SPME에서 했던 것처럼 검량선을 사용하여 분석할 수 있다.

이 기술은 교반막대수착추출(Stir Bar Sorptive Extraction, SBSE)법이라고 부른다.

SPME와 SBSE의 이론적인 비교는 k(o/w)로 살펴 본 아래의 회수율 그래프에서 볼 수 있다.

SPME에서는 50% 이상의 회수율이 k(o/w)가 10000인 용질에서 얻어졌지만, SBSE에서는 k(o/w)가 100에서 이미 그 회수율을 얻을 수 있다.