Környezetvédelmi analitika (8.előadás) In memoriam Dr. Fekete Jenő
Jenei Péter, BME SzAK Tsz. HPLC csoport
Kromatográfiás módszerek osztályba sorolása A komponens vándorlását (migrációját) okozó erõ
nyomáskülönbség hatására mozgó fázis
mozgófázis gáz gáz
állófázis folyadék adszorbens
elnevezés gáz-folyadék kromatográfia gáz-szilárd kromatográfia
szilárd folyadék folyadék
folyadékkromatográfia
szilárd szuperkritikus kromatográfia
fluid folyadék
2
elektromos erõtér hatására mozgó fázis
kapilláris elektroforézis micelláris elektrokinetikus kormatográfia kapilláris gélelektroforézis elektrokromatográfiás módszerek
3 forrás: slideplayer.hu
Planár vagy vékonyrétegkromatográfia (VRK, TLC)
4 forrás: www.slideplayer.com
Planár vagy vékonyrétegkromatográfia (VRK, TLC)
5 forrás: www.slideplayer.com
Planár vagy vékonyrétegkromatográfia (VRK, TLC) hordozó: üveg, alumínium, műanyag (20*20 cm) adszorbens: szilikagél, alumínium-oxid, cellulóz (20-60 mm) – vékony rétegben (0,1-0,25 mm) eluens: ált. apoláris oldószerek vagy oldószerelegyek (hexán, diklórmetán, stb., de lehet víz is) foltok azonosítása, előhívása:
kémiai reakciók: pl. foszformolibdénsav, kénsav, jód denzitométerek: fényvisszaverődés mérés UV-lámpa fluoreszcenciás detektálás (lemez aktív -> kioltás)
késleltetési vagy retardációs faktor (Rf) a mozgófázis és a minta startvonaltól számított távolságának hányadosa
6
Planár vagy vékonyrétegkromatográfia (VRK, TLC) Előnye:
egyszerre több minta preparatív célok (minta visszanyerhető) két dimenziós kifejlesztés
Hátránya:
csak minőségi, félkvantitatív analízis (denzitométerek) eluens sebessége csökken az idővel
Alkalmazás:
növényi kivonatok gyors vizsgálata szerves preparatív feladatok gyors tesztek (pl. terhességi teszt) élelmiszeranalitika:
7
ételszínezékek, édesítőszerek, vitaminok, lipidek kimutatása minőségkontroll, élelmiszerhamisítási vizsgálatok
Planár vagy vékonyrétegkromatográfia (VRK, TLC) Csoportosítás:
kapilláris erők: TLC és PC (papírkromatográfia) kényszeráramlás: nagyhatékonyság (HPTLC, FFTLC) kis szemcsemérettel (5-10 mm)
centrifugális erők: RPC – rotációs síkkromatográfia
hidraulikus áramlás: OPLC – túlnyomásos rétegkromatográfia
elektroozmózis: HSTLC – nagysebességű vékonyrétegkromatográfia
OPLC:
nitrogén vagy vízpárna -> nincs gőztér kevesebb oldószer, egyenletesebb áramlás
két pumpa: szállítás és párnanyomás (10 bar)
túlfuttatás és gyűjtés (frakcionálás)
automatikus mintafelvitel, kétdimenziós kifejlesztés
újfajta állófázisok: poliamidok, ioncserélők, királis állófázisok
8
Planár vagy vékonyrétegkromatográfia (VRK, TLC)
9 forrás: www.tankonyvtar.hu
Mintavétel
mintavétel: a vizsgált anyagi rendszer kis részletét elemezzük cél: a minta fizikai és kémiai tulajdonságai ne változzanak = reprezentatív mintavétel homogén, heterogén rendszer -> pontminta, átlagminta mintavételi terv:
véletlenszerű előzetes információk alapján szervezett mintavételezés rendszeres/rendszerezett mintavételezés (térbeli vagy időbeli heterogenitás feltérképezésére) emisszió, imisszió, transzmisszió passzív, aktív mintavétel
befolyásol: kémiai és biológiai sajátosság, időjárás viszonyok, stb. – legnagyobb hibával terhelt tárolás: szerves anyagok – üveg, szervetlen anyagok- műanyag 10
Mintavétel, mintaelőkészítés
Gáz halmazállapotú minta:
gázok:
elővákuumozott mintatartók vagy szivattyú + edény vagy tasak (fém, PVDF - polivinilidénfluorid) -> közvetlen gázminta mérés átöblítés! a minta ne érintkezzen a szivattyúval (elszennyeződés!) térfogat/térfogatáram mérése dúsítás: adszorpció szilárd felületen – áttörés!
illékonyak:
dúsítás - kifagyasztás, elnyeletés, adszorpció szilárd felületen – áttörés!
termodeszorpció, leoldás
nem illékonyak:
apró szemcsék vagy szemcséken vannak (aeroszol) -> porleválasztó, szűrés (üvegszűrők, membrán szűrők)
11
termodeszorpció
termodeszorpció, leoldás
Mintavétel, mintaelőkészítés
Folyadék halmazállapotú minta:
gyorsfolyású vizek: homogének; egyéb vizek: heterogének -> mélységi heterogenitás üveg edény: szerves vagy oldott gázok műanyag edény: fémek meghatározása tárolás: fotokémiai átalakulások, levegő oxidáló hatása, illékonyak kipárolgása, mikroorganizmusok elszaporodása tartósítás: (pl. savanyítás nem oxidáló savval, hűtés, enyhe redukálószerek adagolása) gázok:
12
purge and trap (kihajtás és megfogás): inert gáz, kevertetés, melegítés + adszorbens
Mintavétel, mintaelőkészítés
Folyadék halmazállapotú minta:
illékonyak:
purge and trap (PAT)
gőztéranalízis (HS)
szilárd fázisú mikroextrakció (SPME)
13 Forrás: community.asdlib.org/; slideplayer.hu; www.shimadzu.com
Mintavétel, mintaelőkészítés
Folyadék halmazállapotú minta:
nem illékonyak:
folyadék-folyadék extrakció (LLE)
folyadék-folyadék mikroextrakció (LLME) szilárd fázisú extrakció (SPE)
14
pipettahegyben (DPX)
szilárd fázisú mikroextrakció (SPME) – oldatba merítve QuEChERS (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged, Safe)
Mintavétel, mintaelőkészítés
Szilárd halmazállapotú minta:
eszközök: rozsdamentes acél vagy titán (esetleg műanyaggal bevont)
üledék minták: markoló vagy dugattyús fúró (mélységi információ is) illékonyak:
mechanikai szilárdság
gőztéranalízis (HS) szilárd fázisú mikroextrakció (SPME)
nem illékonyak:
Soxhlet extrakció (SE)
15 Forrás: tudasbazis.sulinet.hu/
Mintavétel, mintaelőkészítés
Szilárd halmazállapotú minta:
nem illékonyak:
ultrahanggal segített extrakció (UAE) mikrohullámmal segített extrakció (MAE) szuperkritikus fluid extrakció (SFE) automata termodeszorpció (ATD) gyorsított oldószeres extrakció (ASE)
16 Forrás: www.tankonyvtar.hu
Mintavétel, mintaelőkészítés
Extrakció utáni kezelés (clean-up)
szűrés, centrifugálás, mosás vízeltávolítás: GC-ben, NPHPLC-ben gond lehet
oldószerkoncentrálás (bepárlás, lefúvatás) oldószercsere: pl. LLE, SPE interferenciát okozó vegyületek oxidációja:
17
pl. Na2SO4, MgSO4, CaCl2, gázmosópalack
pl. kénsav, kálium-permanganát pl. vörösréz, tetrabutilammónium-szulfát -> kénszennyeződések
gélpermeáció: nagy molekulatömegű anyagok eltávolítása
Köszönöm a figyelmet! Jenei Péter
[email protected]
