Applications of Covalent Organic Frameworks in sample preparation

Abstract

Sample preparation is one of the most important steps in any analytical procedure, as it is a time-consuming and critical stage where analyte losses can occur. For this reason, separation techniques have undergone a continuous evolution to achieve greater recoveries and versatility and, at the same time, to reduce the amount of sample and volume of solvent required. Covalent organic frameworks (COFs) are an emerging type of porous crystalline polymers with an extremely high porosity and surface area as well as good thermal stability. These properties have attracted the interest of many areas, opening new pathways of research and exposing numerous advantageous applications. In the particular case of the Analytical Chemistry field, COFs have found an important application in sample preparation (e.g. solid-phase extraction in its different operational modes -conventional, dispersive, magnetic-, solid-phase microextraction, stir-bar sorptive extraction, etc.) since their inherent properties clearly match, in a good number of cases, with the ideal characteristics of any extraction or clean-up sorbent. This review pretends to provide a global overview of the application of COFs in this field, highlighting the most new and relevant applications.

La preparación de muestras es uno de los pasos más importantes en los procedimientos analíticos, ya que constituye una etapa crítica que consume gran cantidad de tiempo y donde pueden tener lugar importantes pérdidas de analitos. Por esta razón, las técnicas de separación han estado sometidas a una evolución continua para lograr mayores recuperaciones y versatilidad y, al mismo tiempo, reducir la cantidad de muestra y el volumen de disolvente requeridos. Las redes orgánicas covalentes (COFs) son un tipo emergente de polímeros cristalinos con una porosidad y área superficial extremadamente altas, así como una buena estabilidad térmica. Estas propiedades han generado interés en numerosas áreas, abriendo nuevas vías de investigación y nuevas aplicaciones altamente ventajosas. En el campo de la Química Analítica, los COFs parecen haber encontrado importantes aplicaciones en las etapas de tratamiento de muestra (p. ej., extracción en fase sólida en sus diferentes modos de operación -convencional, dispersiva, magnética-, microextracción en fase sólida, extracción con sorbente en barra agitadora, etc.), ya que sus propiedades coinciden, en muchas ocasiones, con las características ideales deseadas en sorbentes para extracción o limpieza. Este trabajo de revisión pretende dar una visión global de la aplicación de los COFs en este campo, resaltando aquellas aplicaciones más novedosas o de mayor interés.