SPME سه پایه دارداستخراجحالت‌ها: SPME Ectraction Direct، SPME Headspace و SPME محافظت شده از غشاء.

1) استخراج مستقیم

در روش استخراج مستقیم، الیاف کوارتز با پوششاستخراجفاز ثابت مستقیماً در ماتریس نمونه وارد می شود و اجزای هدف مستقیماً از ماتریس نمونه به فاز ثابت استخراج منتقل می شوند.در طول عملیات آزمایشگاهی، معمولاً از روش های هم زدن برای تسریع انتشار اجزای تحلیلی از ماتریس نمونه به لبه فاز ثابت استخراج استفاده می شود.برای نمونه های گاز، همرفت طبیعی گاز برای تسریع تعادل اجزای تحلیلی بین دو فاز کافی است.اما برای نمونه های آب، سرعت انتشار اجزا در آب 3-4 مرتبه کمتر از گازها است، بنابراین برای دستیابی به انتشار سریع اجزا در نمونه، فناوری اختلاط موثر مورد نیاز است.متداول‌ترین روش‌های اختلاط عبارتند از: افزایش سرعت جریان نمونه، تکان دادن سر فیبر استخراج یا ظرف نمونه، هم زدن روتور و اولتراسوند.

از یک طرف، این تکنیک های اختلاط سرعت انتشار اجزا را در ماتریس نمونه با حجم بالا تسریع می کند و از طرف دیگر، اثر به اصطلاح "منطقه از دست دادن" ناشی از لایه ای از غلاف محافظ فیلم مایع تشکیل شده بر روی آن را کاهش می دهد. دیواره بیرونی فاز ثابت استخراج

2) استخراج فضای سر

در حالت استخراج headspace، فرآیند استخراج را می توان به دو مرحله تقسیم کرد:
1. جزء تجزیه و تحلیل شده منتشر و از فاز مایع به فاز گاز نفوذ می کند.
2. جزء تجزیه شده از فاز گاز به فاز ثابت استخراج منتقل می شود.
این اصلاح می تواند از آلوده شدن فاز ثابت استخراج توسط مواد با مولکولی بالا و مواد غیرفرار در ماتریس های نمونه خاص (مانند ترشحات انسانی یا ادرار) جلوگیری کند.در این فرآیند استخراج، سرعت استخراج مرحله 2 به طور کلی بسیار بیشتر از سرعت انتشار مرحله 1 است، بنابراین مرحله 1 به مرحله کنترل استخراج تبدیل می شود.بنابراین، اجزای فرار سرعت استخراج بسیار بیشتری نسبت به اجزای نیمه فرار دارند.در واقع، برای اجزای فرار، در شرایط اختلاط نمونه یکسان، زمان تعادل استخراج فضای سرپایی بسیار کوتاه‌تر از استخراج مستقیم است.

3) استخراج حفاظت از غشاء

هدف اصلی حفاظت از غشاء SPME محافظت از غشا استاستخراجفاز ثابت از آسیب در هنگام تجزیه و تحلیل نمونه های بسیار کثیف.در مقایسه با SPME استخراج فضای سر، این روش برای استخراج و غنی سازی اجزای سخت فرار سودمندتر است.علاوه بر این، فیلم محافظ ساخته شده از مواد خاص درجه خاصی از انتخاب پذیری را برای فرآیند استخراج فراهم می کند.