Hol használják ezeket a technikákat: véralkohol analízis kábítószer fogyasztás doppingolás ellenırzése gyógyszerszintek beállítása világőrkutatás genom feltérképezése Gyógyszerfejlesztés szennyezıanyagok meghatározása
Eválasztástecnikai módszerek Osztályozás 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
A folyadék- és gázkromatográfiás elválasztás alapja az, hogy a különbözı fizikai-kémiai tulajdonságú komponensek megoszlása a mozgó- és az állófázis között eltérı.. Az egyes komponensek eltérı vándorlási sebessége létrejöhet azáltal is, hogy a töltéssel rendelkezı részecskék elektromos erıtérben eltérı sebességgel mozognak
Kromatogram
Az n-alkil-homoszerin laktonok elválasztása [4] kromatogram HPLC A, 1.20 C7 C8 C10 1.00 C6 C12 C14 0.80 Absorbance AU [AU] 0.60 0.40 3-oxo-C6 C4 0.20 0.00 B, Absorbance AU [AU] 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.20 0.40 3-oxo-C8 0.60 C7 C8 0.80 1.00 1.20 1.40 Minutes C10 C6 C12 C4 C14 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 Minutes
Kényszeráram (nyomáskülönbség) hatására jön létre a komponensek eltérı vándorlási sebessége, mert eltérı idıt töltenek az állófázison. A komponens mozgását okozó elektromos erıtér okozza (elektroforézis, elektrokromatográfiás módszerek).
Elúciós technika a minta bevitel ún. dugószerően történik a mozgófázis a kromatogram kifejlesztése alatt állandóan áramlik az állófázis felett a mozgófázis átlagos szorpciója kisebb mértékő, mint a legkevésbé kötıdı minta komponensé
Alapösszefüggés R s = 1 4 N α 1 α k k + 1 A visszatartási tényezı (retention factor, k)
A kromatográfiás elválasztásnál kialakuló egyensúlyi viszonyok
A visszatartási tényezı megadása a kromatográfiás adatokból
A visszatartási tényezı felírható a retenciós térfogatokkal is: k = V R V V M M t = t ( 1+ k) R M
α = k k 2 1
AutoSystem XL
Autosystem XL Gázkromatográf (AutoSystem XL Gas Chromatograph) Teljesen automatizált (Fully Automated) Injektorok (Injectors) Detektrorok (Detectors) Felfőtés (Oven) Automata mintaadagoló (Autosampler) Pneumatika (Pneumatics) Vivıgáz (Carrier Gas) nitrogén,hi Áramlásleosztó (Split Vent) Detektor (Detector) Segéd gázok (Auxiliary Gases) Teljes kontroll saját billentyőzetrıl, vagy Turbochrom szofteverrıl (Full control from keyboard or Turbochrom)
Vivıgáz (Carrier Gas) nitrogén, hidrogén. hélium
AutoSystem XL gázkromatográf Detektorok: detektorok Lángionizáció (Flame Ionization) Elektronbefogásos (Electron Capture) Nitrogén foszfor (Nitrogen Phosphorus) Hıvezetıképességi (Thermal Conductivity) Láng fotometriás (Flame Photometric) Foto ionizációs (Photo Ionization) Elektromos vezetıképességi (Electrolytic Conductivity) Tömegspektrométer (Mass Spectrometer)
Tömegspektromméter mint GC detektor
Tömeg vagy ionanalízátor és környezete Vacuum Manifold mintaforrás GC átvezetıcsı Ion forrás tömeg analizátor detektor Nagy vákuumv Pumpa Vakuum mérık Adat feldolgozó elıvákuum Pumpa MS elektronika
Voltages Applied to Quadrupole Mass Filter y z V =V rf + V dc V x TurboMass rudak 12 mm átmérı 131 mm hosszúság V
TurboMass Ion Optics Magnet Filament Repeller + Lens 2 Analytical Quadrupole Phosphor Screen Collector Lens 1 Pre Quads Conversion Dynode Photomultiplier Magnet
Quadrupole Mass Analyzer +V rf only + + + m1 m2 m4 m3 ( +V+ dc + V rf cos wt) + + + m1 m4 m2 m3
Automatikus gıztér adagoló Szeptum Gázfázis (Head space) Termosztált edény A gázfázis egy meghatározott részét injektáljuk a GC-re Mintafázis
Kolonnatechnológia A nitril-fázis szerkezete (CH 2 ) 3 -CN CH 3 Si O Si O CH 3 x CH 3 y
Continuous Dynode Electron ion Multiplier EM Gain with Time -3000 EM voltage 0 Gain 10 7 10 6 10 5 10 4 10 3 2 6 10 14 18 Time (months)
Photomultiplier fotoelektron dinódák fény hν másodlagos elektronok Fotoemissziv katód Anód Nagy feszültség (-) 200-2000V Áram-feszültség konverter
Folyadékkromatográfia Milyen anyagok vizsgálhatók folyadékkromatográfiásan? Oldani kell tudni azokat szerkezeti átalakulás nélkül, a detektorok megszabta koncentrációban
Folyadékromatográfiás rendszerek HPLC high performance liquid chromatography UHPLC ultra high pressure liquid chromatography UPLC ultra performance liquid chromatography HTLC high temperature liquid chromatography
Folyadékromatográfiás rendszerek HPLC 3-5 µm p= 400 bar T= 5-80 C F= 0.1-10 ml/min UHPLC 1-3 µm p= 1000-5000 bar T= 5-80 C F= 0.01-2 ml/min UPLC 1-3 µm p= 1000-500 bar T= 5-80 C F= 0.01-2 ml/min HTLC 1-3 µm p= 600 bar T= 5-200 C F= 0.01-2 ml/min
Folyadékromatográfiás rendszerek LC módszerek Analitikai LC d c = 3-8 mm Félpreparativ LC d c = 8-25 mm Preparativ LC d c >25 mm Mikrofuratú (micro bore, narrow bore)lc 2,1mm Mikro LC d c = 1 mm Nano LC d c = 0.01-0.1 mm LC on chip Shear driven chromatography
HPLC mőszerezettsége 1 2 3 4 A B 5 6 C A HPLC rendszer blokksémája. 1. nagynyomású szivattyú, 2. mintaadagoló, 3. kolonna, 4. detektor, 5. kromatográfiás vezérlıegység, 6. adatfeldolgozó
Detektálási módok UV,UV-VIS fluoreszcens elektrokémiai vezetıképességi RI kb. 0,1 ng kb. 0,01-0,001 ng kb. 0,01-0,001 ng 1-10 ng 10-100 ng
UV detektor
Diódasoros optika DAD, FDA diódasor fényforrás fényelzáró cella lencserendszer lencse Fényfelbontó rács vagy prizma
DAD Három dimenziós kép 10 A 5 0 200 400 600 800 Absorbance/Nanometers 15 10 5 0 00:00 Res=1.0
DAD, FDA Két dimenzós transzformációk B Absorbance DEMO3D#26 @ 12.5 Minutes Absorbance Extracted @ 0 15 8 4 0 200 400 600 800 Nanometers C 6 4 2 0 0 4 8 12 Minutes D 5 Minutes -5 200 300 400 500 600 700 800
Fluoreszenciás detektor Alapelv gerjesztett hν hν 2 1 állapot fény emittálás gerjesztõ oldal (λ 1 ) mérési oldal (λ 2 >λ 1 )
Fluoreszenciás detektor gerjesztés mérés λ 1 λ 2
Fluoreszenciás detektor gerjesztés mérés λ 1 λ 2
Elektrokémiai detektálási mód Vékonyréteg cellás detektor (Kissinger-Adams) Pt segéd elektród Ag/AgCl viszonyító elektród zárólapok kivágott teflon fólia 10 um mozgófázis a kolonnáról mérõ elektród