EXTRAKCE TUHOU FÁZÍ F (SPE, SPME, SBSE) SUPERKRITICKÝM FLUIDEM (SFE) Izolační a separační metody. Extrakce (LE, ASE, MASE) - Kateřina Riddellová

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "EXTRAKCE TUHOU FÁZÍ F (SPE, SPME, SBSE) SUPERKRITICKÝM FLUIDEM (SFE) Izolační a separační metody. Extrakce (LE, ASE, MASE) - Kateřina Riddellová"

Jiří Navrátil
před 6 lety
Počet zobrazení:

1 EXTRAKCE ROZPOUŠTĚDLEM (LE) TUHOU FÁZÍ F (SPE, SPME, SBSE) SUPERKRITICKÝM FLUIDEM (SFE)

2 EXTRAKCE ROZPOUŠTĚDLEM (LE) Kapalné vzrky: extrakce kapalina-kapalina (Liquid-Liquid Extractin, LLE) mikrextrakce (MicrExtractin, ME) Pevné vzrky: extrakce kapalina-pevná látka (Liquid-Slid Extractin, LSE) extrakce pdprvaná mikrvlnným hřevem (Micrwave Assisted Slvent Extractin, MASE) zrychlená extrakce rzpuštědlem (Accelerated Slvent Extractin, ASE; Pressurised Liquid Extractin, PLE)

3 EXTRAKCE TUHOU FÁZÍ F (SPE, SPME, SBSE) Kapalné vzrky: přím extrakční klnky (SPE) extrakční disky mikrextrakce na tuhu fázi (SPME, SBSE) Pevné vzrky: p převedení d rztku

METODY POUŽÍVANÉ PŘI ZPRACOVÁNÍ VZORKU LLE SPE LSC Sxhlet Head-Space Dialýza SFE R.E.Majrs: A Cmparative Study f Eurpean and American Trends in Sample Preparatin, GC-LC INT.

4 METODY POUŽÍVANÉ PŘI ZPRACOVÁNÍ VZORKU LLE SPE LSC Sxhlet Head-Space Dialýza SFE R.E.Majrs: A Cmparative Study f Eurpean and American Trends in Sample Preparatin, GC-LC INT., V6, n.3, čtenářů GC-LC magazínu

5 EXTRAKCE ROZPOUŠTĚDLEM (LE) nejpužívanější izlační (a separační) metda převedení celé (neb části) matrice vzrku d rztku klasické metdy: - velké bjemy rzpuštědel (txicita, náklady) - zdluhavé, tvrba emulzí mdernizace: autmatizace, pužití hrkých a přehřátých rzpuštědel (tlakvé nádbky)

6 EXTRAKCE ROZPOUŠTĚDLEM (LE) - Kapalné vz. Extrakce kapalina-kapalina (LLE) distribuce analytů a interferentů mezi 2 nemísitelné kapaliny (většinu vdný vzrek X rganické rzpuštědl) vlba extr. rzp. vlivňuje selektivitu a účinnst extrakce pžadvané vlastnsti: malá rzpustnst ve vdě (< 10%) plarita zabezpečující dbru výtěžnst analytů dstatečná těkavst (snadné zakncentrvání) další faktry vlivňující rvnváhu: úprava ph (ptlačení inizace - kyselení pr kyseliny) vlivňuje i výtěžnst neinizvatelných sl.díky vlivnění matrice přídavek slí ( vyslvací efekt ) přídavek kvvých intů (tvrba intvých párů) přídavek chelatač. či kmplex. činidel (hydrfb. prdukty)

7 EXTRAKCE ROZPOUŠTĚDLEM (LE) - Kapalné vz. Extrakce kapalina-kapalina (LLE) - REALIZACE musí zabezpečit dbrý kntakt mezi fázemi (přens hmty) TŘEPÁNÍ - dělící nálevka, třepačka ODSTŘEDĚNÍ, MIXOVÁNÍ rizik tvrby emulzí, hl. u vzrků s PAL a tučnými slžkami Odstranění emulzí : -přídavek sli -zahřívání a chlazení extrakční nálevky - filtrace přes skelnu vatu či filtrační papír - dstředění -přídavek maléh mnžství jinéh rg. rzpuštědla

8 EXTRAKCE ROZPOUŠTĚDLEM (LE) - Kapalné vz. Extrakce kapalina-kapalina (LLE) TEORIE Nernstův distribuční zákn - Jakákliv slučenina se rzdělí mezi dvě nemísitelná rzpuštědla takvým způsbem, aby pměr kncentrací v bu fázích zůstal knstantní: K D = c c KD...distribuční knstanta c...kncentrace analytu v rganické fázi c...kncentrace analytu ve vdné fázi KD ppisuje rvnváhu mezi kncentracemi analytu v bu fázích (charakteristická pr daný analyt v daném systému) k separaci dvu látek djde, jestliže se jejich KD liší

9 EXTRAKCE ROZPOUŠTĚDLEM (LE) - Kapalné vz. Extrakce kapalina-kapalina (LLE) TEORIE Extrahvané mnžství analytu (E): E = cv cv + c V = KV D ( 1+ KV) D KD...distribuční knstanta V...bjem rganické fáze V...bjem vdné fáze V...fázvý pměr V/V dvzení vztahů

10 EXTRAKCE ROZPOUŠTĚDLEM (LE) - Kapalné vz. Extrakce kapalina-kapalina (LLE) TEORIE Distribuční knstanta (KD): K D c = c = n V n V = n n V V n n Extrahvané mnžství analytu (E): K D V = n n c = c V V = K D 1 V V c V V...fázvý pměr V/V = c V E = c c V V + c V = K D K c D c V V * V * V + c V = K D V K V + 1 D

11 EXTRAKCE ROZPOUŠTĚDLEM (LE) - Kapalné vz. JEDNOKROKOVÁ EXTRAKCE Pr kvantitativní výtěžnst KD musí být > 10, prtže praktické je 0,1 < V < 10 KD = 10, V = 1: E = ((10*1) / (1 + 10*1)) *100 = 91 % KD = 10, V = 0,1: E = ((10*0,1) / (1 + 10*0,1)) *100 = 50 % VÍCEKROKOVÁ EXTRAKCE Není-li splněna pdmínka KD > 10 Vícenásbná extrakce menším bjemem rzpuštědla je účinnější než jedna extrakce sumárním bjemem E = KV D n

12 EXTRAKCE ROZPOUŠTĚDLEM (LE) - Kapalné vz. KONTINUÁLNÍ EXTRAKCE KD velmi malé vícekrkvá extrakce nepraktická (mnh pakvání, velký extrakční bjem, pmalé ustalvání rvnváhy) Kntinuální extraktr - rzpuštědla těžší než vda:

13 EXTRAKCE ROZPOUŠTĚDLEM (LE) - Kapalné vz. MIKROEXTRAKCE (ME) X IN-VIAL EXTRAKCE miniaturizace: V (0,001 0,01) V 1 malý bjem rzp. lehčích než vda vyská zakncentrace nižší výtěžnst rizik emulzí (čisté vzrky) vhdné pr neplární analyty vhdné vyslvání

14 Extrakce kapalina-pevná látka (LSE) Převedení analytů z pevnéh vzrku d rztku ÚPRAVA VZORKU: -zabezpečení c největšíh pvrchu na jedntku hmty (malé částice = usnadnění extrakce) pevné vzrky: krájení, drcení, mletí, hmgenizace, rztírání s pískem,... mazlavé vzrky: rztírání, mletí či hmgenizace se suchým ledem či kapalným N2 (vymrazující mlýnky) - stanvení vlhksti, event. dstranění vdy

Extrakce kapalina-pevná látka (LSE) - REALIZACE Zabezpečení dbréh kntaktu mezi fázemi (přens hmty): TŘEPÁNÍ (A ZÁHŘEV) třepačka (vyhřívaná) HOMOGENIZACE hmgenizátry SONIKACE ultrazvuk VAR POD ZPĚTNÝM

15 Extrakce kapalina-pevná látka (LSE) - REALIZACE Zabezpečení dbréh kntaktu mezi fázemi (přens hmty): TŘEPÁNÍ (A ZÁHŘEV) třepačka (vyhřívaná) HOMOGENIZACE hmgenizátry SONIKACE ultrazvuk VAR POD ZPĚTNÝM CHLADIČEM reflux rzpuštědla (termstabilní analyty) VYLUHOVÁNÍ S NUCENÝM TOKEM (Frced-Flw Leaching) vzrek naplněn d celvé klny, kteru je pumpván za zvýšenéh tlaku extr. rzpuštědl při záhřevu k jeh b. varu výsledky srvnatelné se Sxhletvu extrakcí, ale rychlejší

16 SOXHLETOVA EXTRAKCE -pevný vzrek umístěn d Sxhletvy extrakční patrny (tvrzený filtrační papír neb skl s fritu míst dna) - patrna umístěna d Sxhletvy aparatury; rzpuštědl p záhřevu na svůj bd varu kndenzuje v patrně, vymývá analyty, vrací se s nimi d varné baňky, pět se dpařuje... - POČET CYKLŮ / hd - max. teplta mezena b.varu rzpuštědla (stabilita analytů) - slžení extrakční směsi v rztku nemusí dpvídat slžení v parách HEX:ACET (1:1) x AZEOTROP (3:1) - vyská výtěžnst x velice pmalé - dbře zavedená metda, relativně nenárčná a levná

17 SOXTEC EXTRAKTOR (fy. Tecatr) 1. pnření vzrku d hrkéh rzpuštědla (rychlá extrakce) 2. prpláchnutí vzrku kndenzujícím rzpuštědlem 3. shrmáždění čistéh rzpuštědla pr další analýzy (65 %)

18 SOXTEC EXTRAKTOR (fy. Tecatr) - mdel HT2, HT6 - kmbinací až 12 pzic - max. bjem vzrku cca 25 ml - rychlst extrakce min (Sxhlet 3-20 hd) - rychlst záhřevu z 20 na 220 C za 20 min - pužití běžných rganických rzpuštědel VÝHODY : pakvatelnst (± 1 %) zkrácení dby extrakce (vzhledem k Sxhletu) bezpečnst při záhřevu recyklace rzpuštědel sučasná extrakce více vzrků snadná bsluha

19 EXTRAKCE PODPOROVANÁ MIKROVLNNÝM OHŘEVEM (Micrwave-Assisted Slvent Extractin, MASE) Mikrvlny elektrmagnetické vlnění, frekvence 300 MHz 300 GHz, pužívaná frekvence 2450 MHz

20 MASE Pužívaná frekvence 2450 MHz: Záhřev dipól rtace - mlekuly s vysku dielektricku knstantu se snaží rientvat v el. pli, t se ale mění tak rychle, že začnu vibrvat a v důsledku tření (srážky susedních mlekul) se zahřívat. Jiná frekvence nezpůsbí záhřev: frekvence mlekuly se zrientují frekvence mlekuly se ani nezačnu rientvat

21 MASE Rzpuštědl absrbující mikrvlnnu energii rzpuštědl se v uzavřené nádbě zahřívá nad bd varu, urychlení extrakce analytu - vyská teplta a tlak (d 200 C a 175 psi) Rzpuštědl neabsrbující mikrvlnnu energii rzpuštědl se nezahřívá, selektiní záhřev určitých látek ve vzrku uvlnění zahřátých analytů d chladné kapaliny uzavřená či tevřená nádba mírnější - pr termlabilní látky mžnst pužití kapalnéh CO2 - neabsrbuje, náhrada SFE ( p, t)

22 MASE Bdy varu a teplty rzpuštědel v nádbce: ROZPOUŠTĚDLO BOD VARU ( C) V NÁDOBCE ( C) dichlrmethan 39,8 140 acetn 56,2 164 methanl 64,7 151 hexan 68,7 * cyklhexan 80,7 * acetn:hexan (1:1) *... rzpuštědl se mikrvlnnu energií nezahřívá

23 MASE Záhřev rzpuštědel v závislsti na čase: a) acetn b) hexan c) acetn : hexan (1:1)

24 MASE FOKUSOVANÉ POLE SOXWAVE 3,6,100 - PROLABO (Francie) 1 vzrek =1 vlastní magnetrn =pakvatelnst, účinnst, rychlst (Klasické přístrje: 1 magnetrn pr více vzrků = rzptýlené ple, vzrek přijme nestandardní mnžství µ-vlnné energie)

25 MASE FOKUSOVANÉ POLE SOXWAVE 3,6,100 - PROLABO (Francie) - µ-vlny zacíleny na dn nádbky se vzrkem, hrdl chladné - účinný reflux (mžný přídavek reagencií), magnet. míchadl - µ-vlnná frekvence: 2450 MHz, prměnný výkn W - 0,1-15 g vzrku, cca ml rzpuštědla, d 30 min SYNTHEWAVE 402, 1000 (rganická syntéza) MICRODIGEST 3,6 (mineralizace)

26 MASE VÝHODY: - malá mnžství rzpuštědel (30-50 ml) - rychlst (minuty x hdiny Sxhletva extrakce) přímý záhřev vzrku, ne nádby - účinnst, reprdukvatelnst - selektivita - lze vlivnit výběrem rzpuštědla, dbu záhřevu - lkální záhřev a selektivní extrakce a migrace určitých látek z matrice d rzpuštědla X Sxhletva extrakce záhřev celé matrice a difùze rzpuštědla d matrice - simultánní extrakce více vzrků

27 ZRYCHLENÁ EXTRAKCE ROZPOUŠTĚDLEM - (Accelerated Slvent Extractin, ASE; Pressurised liquid extractin, PLE) ASExtractr TM 200 (Dinex) Nádbka: cel, i.d. = 19,1 mm V = 11, 22, 33 ml 24 pzic T d 200 C, p d 20 MPa Vzrky: suché, rzemleté (přídavek síranu sdnéh) Extrakce pevných matric rzpuštědly za zvýšené teplty a tlaku T kinetika extrakce; p udržuje rzpuštědl kapalné

28 ASE, PLE POUŽITÍ: ZÍSKÁNÍ HRUBÉHO EXTRAKTU dalšípřečištění nutné prti klasickým metdám: rychlejší menší sptřeba rzpuštědel srvnatelná výtěžnst čast lepší pakvatelnst SELEKTIVNÍ EXTRAKCE vhdnu vlbu rzpuštědla přídavkem srbentu ke vzrku (smíchání + vrstva nad vzrkem)

29 ASE, PLE POUŽITÍ Extrakce PCB z rybí tkáně Vzrek: 3g hmgenátu, Na2SO4, + Al2O3 Rzpuštědl: hexan Teplta: 100 C Tlak: 10 MPa (1500 psi) Vyhřívání: 5 min Extrakce: 5 min (2x) Celkvá délka extrakce: 17 min Výtěžnst ( ppb): PCB 52, 101, 105, %, PCB 138, % RSD (%): 1,7-4,3

Podobné dokumenty

Extrakce vzorku kapalinou. Izolační a separační metody, 2018

Extrakce vzorku kapalinou. Izolační a separační metody, 2018 Extrakce vzorku kapalinou Izolační a separační metody, 2018 Extrakce kapalinou neboli rozpouštědlem KAPALNÉ VZORKY Extrakce kapalina-kapalina (Liquid-Liquid Extraction, LLE) Mikroextrakce (MicroExtraction,