Vi chiết pha rắn màng mỏng, Thin Film SPME (TF-SPME), là một công nghệ vi chiết pha rắn mới được phát minh bởi Giáo sư Janusz Pawliszyn (Đại học Waterloo) và các viện sĩ thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Canada. Kỹ thuật TF-SPME tập trung vào các ứng dụng phân tích các hợp chất VOCs và Semi-VOCs kết hợp với hệ thống GC/MS, đặc biệt thích hợp trong phân tích thực phẩm & đồ uống, phân tích mùi hương, giám sát môi trường và các ngành công nghiệp khác.

TF-SPME có lớp phủ hấp phụ đa thành phần trên màng lưới cacbon (20 x 4,8 mm Carbon Mesh), có thể sử dụng ở chế độ Headspace hoặc nhúng chìm (immersion) giúp cải thiện đáng kể độ nhạy bằng cách tăng thể tích và diện tích bề mặt của pha chiết trong cùng thời gian phân tích. Kỹ thuật TF-SPME giúp giải quyết vấn đề hạn chế tốc độ và khả năng hấp phụ của phương pháp SPME truyền thống, có thể được sử dụng để lấy mẫu tại hiện trường vì khả năng tương thích mạnh mẽ với nền mẫu trong môi trường khắc nghiệt. Sau quá trình chiết, TF-SPME được giải hấp bằng các thiết bị tách dung môi (solvent stripper) hoặc giải hấp nhiệt (thermal desorption), và phân tích trên hệ thống GC/MS. Ngày nay, TF-SPME được xem là phương pháp lấy mẫu và phân tích thân thiện với môi trường, thúc đẩy phát triển mô hình ứng dụng hóa học xanh.