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 elektromos erõtér hatására mozgó fázis mozgófázis állófázis elnevezés gáz gáz folyadék adszorbens gáz-folyadék kromatográfia gáz-szilárd kromatográfia kapilláris elektroforézis micelláris elektrokinetikus kormatográfia kapilláris gélelektroforézis elektrokromatográfiás módszerek folyadék fluid szilárd folyadék szilárd folyadék folyadékkromatográfia szuperkritikus kromatográfia 2
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 (R f ) 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: ételszínezékek, édesítőszerek, vitaminok, lipidek kimutatása minőségkontroll, élelmiszerhamisítási vizsgálatok 7
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! termodeszorpció illékonyak: dúsítás - kifagyasztás, elnyeletés, adszorpció szilárd felületen áttörés! termodeszorpció, leoldás nem illékonyak: apró szemcsék vagy szemcséken vannak (aeroszol) -> porleválasztó, szűrés (üvegszűrők, membrán szűrők) termodeszorpció, leoldás 11
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: purge and trap (kihajtás és megfogás): inert gáz, kevertetés, melegítés + adszorbens 12
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) pipettahegyben (DPX) szilárd fázisú mikroextrakció (SPME) oldatba merítve QuEChERS (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged, Safe) 14
Mintavétel, mintaelőkészítés Szilárd halmazállapotú minta: eszközök: rozsdamentes acél vagy titán (esetleg műanyaggal bevont) mechanikai szilárdság üledék minták: markoló vagy dugattyús fúró (mélységi információ is) illékonyak: 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 pl. Na 2 SO 4, MgSO 4, CaCl 2, gázmosópalack oldószerkoncentrálás (bepárlás, lefúvatás) oldószercsere: pl. LLE, SPE interferenciát okozó vegyületek oxidációja: pl. kénsav, kálium-permanganát pl. vörösréz, tetrabutilammónium-szulfát -> kénszennyeződések gélpermeáció: nagy molekulatömegű anyagok eltávolítása 17
Köszönöm a figyelmet! Jenei Péter pjenei@mail.bme.hu