Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Separační metody. Optické a separační metody Obsah přednášky Chromatografie  Plynová  Kapalinová  Další Elektromigrační metody Hmotnostní spektrometrie.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Separační metody. Optické a separační metody Obsah přednášky Chromatografie  Plynová  Kapalinová  Další Elektromigrační metody Hmotnostní spektrometrie."— Transkript prezentace:

1 Separační metody

2 Optické a separační metody Obsah přednášky Chromatografie  Plynová  Kapalinová  Další Elektromigrační metody Hmotnostní spektrometrie

3 Separační metody Separace – dělení Vzorek - směs více látek Získání minimálně 2 podílů o rozdílném složení Filtrace, krystalizace, centrifugace, destilace Chromatografie, elektromigrační metody, MS

4 Separační metody Dělení podle principu Fázové rovnováhy Rozdíly v rovnovážné distribuci složek mezi 2 fáze (g)-(l): destilace, plynová chromatografie (GC) (g)-(s): sublimace, GC, molekulová síta (l)-(l): extrakce, kapalinová chromatografie (LC) (l)-(s): zonální tavení, frakční krystalizace, LC, molekulová síta Rychlostní procesy Rozdíly v rychlosti pohybu složek Membránové separace: ultrafiltrace, osmóza, (elektro)dialýza Separace polem: elektroforéza, MS

5 Separační metody Fázové rovnováhy Rozdělení mezi 2 nemísitelné fáze Adsorpce na polárních sorbentech a chemisorpce Zachycování molekul na povrchu tuhé fáze Adsorpční centra – místa záchytu Van der Waalsovy síly - fyzisorpce Chemické reakce – chemisorpce 2 fáze: 1) vytěsnění adsorbovaných molekul mobilní fáze 2) tvorba monomolekulární vrstvy adsorbovaných molekul Adsorpční izotermy: Langmiurova, Freundlichova

6 Separační metody Fázové rovnováhy Iontová výměna Sorbent, který zachycuje určitý typ iontů, zároveň uvolňuje jiný Anexy Katexy Pevné látky, příp. gely Použití pro ionty kovů Sítový efekt Molekulová síta Sorbent s definovanou velikostí pórů Separace plynů podle velikosti molekul nebo atomů

7 Chromatografie Chromatus+graphein Historicky – dělení podle barev Michail Cvet – separace rostlinných barviv, kolona s CaCO 3 Založeno na distribuci mezi 2 fáze: pevnou (stacionární) a pohyblivou (mobilní) Postupné mnohonásobné opakování rovnovážných stavů

8 Chromatografie Separační principy Adsorpční chromatografie Stacionární – (s), mobilní – (l)(g) Rozdělovací chromatografie Stacionární – (l), mobilní – (l)(g) Chemisorpční chromatografie Stacionární – (s), mobilní – (l)(g) Iontově-výměnná chromatografie Stacionární – (s), mobilní – (l)(g) Gelová permeační chromatografie Stacionární – (s), mobilní – (l)(g)

9 Chromatografie Základní dělení Kapalinová chromatografie Mobilní fáze – kapalina Plynová chromatografie Mobilní fáze - plyn

10 Chromatografie Dynamická teorie chromatograf. procesu  Teoretické patro – 1 ustavení rovnováhy  HETP – výška ekvivalentní teoretickému patru  Van Deemterova rovnice:  HETP = A+B/µ + Cµ µ….rychlost průtoku mobilní fáze A…parametr, turbulentní proudění B…parametr, difúze C…parametr, působení proti dufúzi

11 Chromatografie Plynová Mobilní fáze – plyn (H 2, He) Stacionární fáze Sorbent – adsorpční ch. Kapalina – rozdělovací ch. Molekulové síto – ch. na molekulových sítech Dávkování vzorku Plyny Zplyňování roztoku – zplyňovací komůrka zahřívána Injekční port Septum 6 cestný ventil

12 Chromatografie Plynová Kolona – dělení Kolona i detektor termostatovány – teplotní program Kolony pro GC:  Náplňové  Stacionární fáze – pevný sorbent  Aktivní uhlí, silikagel, polymery, molekulová síta, velký povrch  Průměr kolony 2 – 5 mm, délky 1 – 5 m, nerez ocel, sklo  Dělení plynů  Náplňové pro rozdělovací GC  Stacionární fáze – kapalina  Uhlovodíky, methylsilikonové oleje  Potažená stěna kapiláry, inertní nosiče – křemelina, SiO 2

13 Chromatografie Plynová Kolony pro CG:  Kapilární kolony Pro adsorpční GC  Tenká vrstva pevného sorbentu na vnitřní stěně kapiláry  PLOT – porous layer open tubular  Průměr < 1 mm Pro rozdělovací GC  Film kapalné stacionární fáze na vnitřní stěně kapiláry  WCOT – wall coated open tubular Mnohem menší vnitřní průměr Dávkování vzorků ve velmi malých množstvích Dělení složitých směsí

14 Chromatografie Plynová Detektory  Tepelně vodivostní detektor (TCD) Univerzální, široký rozsah Nízká citlivost, měření odporu  Plamenově ionizační detektor (FID) Univerzální, citlivější než TCD Pro organické látky Vzduch-vodíkový plamen Nosné plyny: NH 3, CS 2, CO, O 2, CO 2, H 2

15 Chromatografie Plynová Detektory GC  Detektor elektronového záchytu (ECD) Jedny z nejčastějších β-zářič ( 63 Ni) Nosný plyn nesmí elektrony zachycovat Organické látky s halogeny, nitroskupinami, bifenyly

16 Chromatografie Plynová - aplikace Analýzy plynů Analýza snadno zplynitelných látek Spojení GC-MS: pomlčkové metody Oblast životního prostředí Pesticidy Klinická a toxikologická analýza Drogy, léčiva, alkohol Analýza ropných produktů Analýza potravin, kosmetických přípravků

17 Chromatografie Plynová

18 Chromatografie Kapalinová Mobilní fáze – kapalina Elektrolyty, rozpouštědla Stacionární fáze – pevná, kapalná Plošné uspořádání – tenkovrstvá, papírová ch. Kolonové uspořádání Tenkovrstvá ch. Silikagel, Al 2 O 3 vrstva na nosiči Papírová ch. Papír – sorbent – uchycování látek Speciální papíry Sestupné/vzestupné uspořádání Použití pro kvalitu ne kvantitu Uzavřená nádoba – zabránění odpařování rozpouštědla Retardační faktor R f = b/aa…start-čelo; b…start-skvrna Identifikace aminokyselin, přírodní barviva

19 Chromatografie Kapalinová Kolonové uspořádání HPLC, UHPLC – vysoká účinnost Instrumentace Vysokotlaké čerpadlo Dávkovací ventil – vícecestný, dávkovací smyčky Kolona – může a nemusí být termostatovaná Kolony mnohem kratší než u GC Detekce

20 Chromatografie Kapalinová Kolony Silikagel, Al 2 O 3, aktivní uhlí Polymerní sorbenty Ionexy Hydrofobní gely Methakrylátové kopolymery Detektory Univerzální detektory – změna fyzikálně chemických vlastností – refraktometrie, vodivost ad. Selektivní – UV-VIS, voltametrie, MS

21 Chromatografie Kapalinová - aplikace Převážně HPLC Separace a stanovení peptidů, aminokyselin, organických kyselin Léčiva, barviva, pesticidy, PAU Fenolické látky Klinická biochemie, potravinářství Kontrola ŽP Farmakologické studie

22 Chromatografie Kapalinová

23 Další typy chromatografií Iontová chromatografie  Podobná HPLC  Dělení polárních látek, iontů  Stacionární fáze – iontoměnič  Mobilní fáze – vodný roztok iontů  Užití elektrochemických detekčních metod  Vzorky podobné elektromigračním metodám Size exclusion chromatografie  Rozdělování na základě velikosti molekul  Stacionární fáze – pórovité látky (molekulová síta)  Instrumentace podobná HLPC  Nedosahuje účinnosti HPLC

24 Elektromigrační metody Princip: rozdíl v rychlosti migrace nabitých částic v elektrickém poli Základní uspořádání Katodový prostor – separační prostor – anodový prostor Kapilární zónová elektroforéza Kapilární izotachoforéza

25 Kapilární zónová elektroforéza Stejný základní (nosný) elektrolyt v celém systému Vysoké napětí (30 – 60 kV) Směs iontů (kationty a anionty) se rozdělují v pořadí daném různou rychlostí migrace – vytváření zón Instrumentace: Křemenné kapiláry Dávkování – mikro – nanolitry Detekce: UV-VIS, flourometrická, vodivostní, MS Výstupní signál – elektroforegram – v závislosti na čase Výška/plocha – úměrná množství Plocha podle času - kvalita

26 Elektroforéza

27 Kapilární izotachoforéza Kapiláry 2 elektrolyty Vedoucí L – nejvyšší pohyblivost Zakončující T – nejnižší pohyblivost Látky se dělí do zón pohybujících se stejnou rychlostí Rozdělování jen látek, které jsou stejně nabité Detekce stejná jako u elektroforézy

28 Izotachoforéza

29 Elektromigrační metody Aplikace Laboratoře klinické biochemie Potravinářství, zemědělství Léčiva ŽP Aminokyseliny, mastné organické kyseliny Anorganické anionty a kationty Fenolické látky Vitamíny Pesticidy

30 Hmotnostní spektroskopie - MS Nejedná se o optickou metodu Dělící metoda Dělení podle hmotnosti a náboje I = f(m/z) Princip: Ionizace látky – přidání velkého množství energie Urychlení iontů v elektrickém poli Separace v magnetickém poli (m/z)

31 Hmotnostní spektroskopie – MS Hmotnostní spektrum Čárové spektrum Závislost iontového proudu dopadajícího na detektor na poměru m/z Aplikace: Organická analýza Detekce a identifikace látek ve stopovém množství GC-MS, HPLC-MS

32 Hmotnostní spektrometrie Dělení iontů Magnetické pole Kvadrupólový detektor TOF Orbitrap Iontová past

33 Hmotnostní spektrometrie Typy ionizace Vakuové ionizace  Elektronová Těkavé látky  Chemická Reagenční plyn  MALDI (Matrix-assisted laser desorption ionization) Analyt v pevné organické matrici Laser

34 Hmotnostní spektrometrie Typy ionizace Atmosférické ionizace  Termická ionizace Ar plasma  Spray ionizace Často v kombinaci s HPLC ESI – electrospray ionization APCI – atmospheric pressure chemical ionization  Fotoionizace

35 Hmotnostní spektroskopie - MS

36 Pro dnešek vše


Stáhnout ppt "Separační metody. Optické a separační metody Obsah přednášky Chromatografie  Plynová  Kapalinová  Další Elektromigrační metody Hmotnostní spektrometrie."

Podobné prezentace


Reklamy Google