Základy analýzy potravin Přednáška 6

Podobné dokumenty
Separační metody v analytické chemii. Plynová chromatografie (GC) - princip

TYPY KOLON A STACIONÁRNÍCH FÁZÍ V PLYNOVÉ CHROMATOGRAFII

NÁPLŇOVÉ KOLONY PRO GC

Metody separační. -rozdělení vzorku na jednotlivá chemická individua nebo alespoň na jednodušší směsi - SELEKTIVITA - FRAKCIONAČNÍ KAPACITA

Chromatografické metody

06. Plynová chromatografie (GC)

Plynová chromatografie

Nosič musí: Nosič nesmí:

Programovaná změna teploty kolony v době analýzy Je využívána v separacích látek s velmi odlišným bodem varu Lze dosáhnout zkrácení doby analýzy za

Plynová chromatografie Aplikace v toxikologii. M. Balíková

Metody separační. Klíčový požadavek -rozdělení vzorku na jednotlivá chemická individua nebo alespoň na jednodušší směsi

mobilní fáze pohyblivá - obsahuje dělené látky, které mají různou afinitu ke stacionární fázi.

Chromatografie. Petr Breinek

Metody separace. přírodních látek

Plynová chromatografie

Plynová chromatografie

CHROMATOGRAFICKÉ METODY

Plynová chromatografie

Plynová chromatografie - GC 1.1 Princip metody Fyzikálně-chemická metoda dělení plynů a par využívající rozdělování složky mezi dvě nestejnorodé fáze,

isolace analytu oddělení analytu od matrice (přečištění) zakoncentrování analytu stanovení analytu (analytů) ve vícesložkové směsi

Chromatografie. 1 Úvod

Vysokoúčinná kapalinová chromatografie

Složení, vlastnosti plynů, spalovací vlastnosti, analýza TECHNICKÁ PRAVIDLA PLYNNÁ PALIVA. CHROMATOGRAFICKÉ ROZBORY

Teorie chromatografie - I

SPE je metoda vhodná pro rychlou přípravu vzorků, která užívá

Principy chromatografie v analýze potravin

Analýza kofeinu v kávě pomocí kapalinové chromatografie

VYSOKOÚČINNÁ KAPALINOVÁ CHROMATOGRAFIE (HPLC) HPLC = high performance liquid chromatography high pressure liquid chromatography

Detekce a detektory. Ivan Mikšík. Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i. Praha

Provozní plynové chromatografy

Gelová permeační chromatografie

CHROMATOGRAFIE ÚVOD Společný rys působením nemísících fází: jedna fáze je nepohyblivá (stacionární), druhá pohyblivá (mobilní).

Dávkování vzorku v GC - II Příprava předmětu byla podpořena projektem OPPA č. CZ.2.17/3.1.00/33253

Kapalinová chromatografie - LC

LABORATOŘ ANALÝZY POTRAVIN A PŘÍRODNÍCH PRODUKTŮ. Stanovení těkavých látek

Využití plynové chromatografie v kontrole léčiv IV

Chromatografie. Petr Breinek. Chromatografie_2011 1

DETEKTORY pro kapalinovou chromatografii. Izolační a separační metody, 2018

Sada 7 Název souboru Ročník Předmět Formát Název výukového materiálu Anotace

Příprava materiálu byla podpořena projektem OPPA č. CZ.2.17/3.1.00/33253

(Atomic Emission Detector)

Pentachlorfenol (PCP)

PLYNOVÁ CHROMATOGRAFIE (GC)

HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE

Univerzita Karlova v Praze DIPLOMOVÁ PRÁCE


Laboratoř ze speciální analýzy potravin II. Úloha 2 - Plynová chromatografie (GC-FID)

HPLC - Detektory A.Braithwaite and F.J.Smith; Chromatographic Methods, Fifth edition, Blackie Academic & Professional 1996 Colin F. Poole and Salwa K.

Hmotnostní spektrometrie - Mass Spectrometry (MS)

Stanovení složení mastných kyselin

[ A] 7. KAPITOLA CHROMATOGRAFIE K =

VYHODNOCOVÁNÍ CHROMATOGRAFICKÝCH DAT

Plynová chromatografie v klinické a toxikologické analýze

Opakování

ADSORPČNÍ CHROMATOGRAFIE (LSC)

DĚLÍCÍ METODY. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: Ročník: osmý. Vzdělávací oblast: Člověk a příroda / Chemie / Směsi

Chromatografické metody základní rozdělení a instrumentace

1. ročník Počet hodin

Teorie chromatografie - II

HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE - kvalitativní i kvantitativní detekce v GC a LC - pyrolýzní hmotnostní spektrometrie - analýza polutantů v životním

Příprava materiálu byla podpořena projektem OPPA č. CZ.2.17/3.1.00/33253

H H C C C C C C H CH 3 H C C H H H H H H

Kapalinová chromatografie

LABORATOŘ ANALÝZY POTRAVIN A PŘÍRODNÍCH PRODUKTŮ. Stanovení těkavých látek

Aldehydy, ketony, karboxylové kyseliny

Separační metody Historie: Rozvoj separačních metod od minulého století Postavení separačních metod v rámci analytické chemie Význam chromatografie a

NÁSTŘIKOVÉ TECHNIKY KAPILÁRNÍ KOLONY

VODA 1. FYZIKÁLNÍ METODY. Charakteristické vlastnosti vody využívané v analytických metodách. chemická reaktivita. těkavost, rozpouštěcí schopnost

Technická specifikace přístrojů k zadávací dokumentaci Plynové chromatografy a analyzátory k pokusným jednotkám pro projekt UniCRE

Chromatografie Královna analýz

Repetitorium chemie IV (2014)

Organická chemie 3.ročník studijního oboru - kosmetické služby.

Příprava materiálu byla podpořena projektem OPPA č. CZ.2.17/3.1.00/33253

UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE FARMACEUTICKÁ FAKULTA V HRADCI KRÁLOVÉ RIGORÓZNÍ PRÁCE

Klinická a farmaceutická analýza. Petr Kozlík Katedra analytické chemie

Obsah. 2. Mechanismus a syntetické využití nejdůležitějších organických reakcí Adiční reakce Elektrofilní adice (A E

Stanovení ethanolu pomocí head-space plynové chromatografie metodou vnitřního standardu

Trendy v moderní HPLC

Skupenské stavy. Kapalina Částečně neuspořádané Volný pohyb částic nebo skupin částic Částice blíže u sebe

Superkritická fluidní extrakce (SFE) Superkritická fluidní extrakce

CHEMICKY ČISTÁ LÁTKA A SMĚS

DERIVÁTY - OPAKOVÁNÍ

Skupenské stavy látek. Mezimolekulární síly

Stanovení sacharidů ve vybraných přírodních matricích pomocí kapalinové chromatografie s odpařovacím detektorem rozptylu světla (HPLC-ELSD)

Univerzita Karlova v Praze Farmaceutická fakulta v Hradci Králové

SBORNÍK PŘÍSPĚVKŮ. XXXVI. Symposium o nových směrech výroby a hodnocení potravin Skalský Dvůr

ZŠ ÚnO, Bratří Čapků 1332

Vysokoúčinná kapalinová chromatografie. Petr Kozlík Katedra analytické chemie

Přístupy k analýze opticky aktivních látek metodou HPLC

Úvod do strukturní analýzy farmaceutických látek

Separační metody SEPARAČNÍ (DĚLÍCÍ) METODY CHROMATOGRAFIE ROZDĚLENÍ SEPARAČNÍCH METOD. Jana Sobotníková

Aplikační rozsah chromatografie

STANOVENÍ VLASTNOSTÍ DEHTŮ PRODUKOVANÝCH PŘI PYROLÝZE BIOMASY

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

Název: Vypracovala: Datum: Zuzana Lacková

Plynová chromatografie

Transkript:

PLYNOVÁ CHROMATOGRAFIE (GC) Mobilní fází v GC je nosný plyn (N 2, Ar, He, H 2 ). Interakce analytu s nosným plynem jsou slabé. GSC (gas-solid chromatography): separované látky jsou adsorbovány tuhou stacionární fází GLC (gas-liquid chromatography): separované látky se rozdělují mezi kapalnou a plynnou fázi podle rozpustnosti a těkavosti Retenční veličiny Redukovaný retenční objem V R V R = V R V M = t R. F Čistý retenční objem V N V N = j. V R j = 3 [(p i /p o ) 2-1] / 2 [(p i /p o ) 3-1] (Martinův faktor) Specifický retenční objem V g je retenční veličina nejméně závislá na podmínkách analýzy V g = (V N /w s ). (273/T) w s je hmotnost stacionární fáze v koloně [g] T je teplota kolony [K] pro dělené látky 1 a 2 platí log (V g2 /V g1 ) = log (p 0 1/p 0 2) + log (γ 0 1/γ 0 2) t R2 /t R1 (p 0 1. γ 0 1) / (p 0 2. γ 0 2) 25

Schema plynového chromatografu Hlavní části GC aparatury Tlaková láhev s nosným plynem Vlastnosti nosných plynů při 0 C a 101,3 kpa Plyn Hustota [g/dm 3 ] Viskozita [µpa s] H 2 0,09 8,44 He 0,178 18,6 N 2 1,25 16,58 Ar 1,78 21,2 Důležitý požadavek: plyn nesmí obsahovat vodu a kyslík Nástřikové zařízení dávkovač vzorku (mikrostříkačka) 0,5-20 µl: náplňové kolony 1 µl: kapilární kolony septum nástřiková komůrka (zplynění roztoku vzorku, teplota: teplota varu nejméně těkavé složky + 50 C) dělič toku (splitter): při použití kapilárních kolon 26

Chromatografická kolona uložená v termostatu GC isotermická s programovanou teplotou (teplotním gradientem) GC separace směsi alkoholů a) isotermická chromatografie (t = 175 C) b) chromatografie s teplotním gradientem (48-285 C) Kolony náplňové (kovové, skleněné): kolona je naplněna tuhou stacionární fází (GSC) nebo tuhým nosičem, který je pokryt vrstvou kapalné stacionární fáze (GLC) kapilární (křemenné, skleněné): tenký film (0,1-6 µm) kapalné stac. fáze je nanesen na vnitřní povrch kapiláry WCOT(wall coated open tubular) SCOT (support coated open tubular) PLOT (porous layer open tubular) Parametr kolony Náplňové WCOT SCOT délka, m 1-5 10-100 10-100 vnitřní průměr, mm 2-4 0,1-0,75 0,5 Počet pater, m -1 500-1000 1000-4000 600-1200 Množství vzorku, µg 0,01-1000 0,01-1 0,01-1 Tlak velký malý malý 27

Vnitřní povrch kapilární kolony nebo povrch tuhého nosiče stacionární fáze se deaktivuje silanizací. Povrch se stává hydrofobní; zabrání se tak nežádoucímu chvostování píků. Silanizace povrchu kapiláry nebo nosiče Porovnání GC analýzy na kapilární (a) a náplňové (b) koloně se stacionárními fázemi podobné polarity píky: 1 p-chlorfenol 2 dodekan 3 1-decylamin 4 1-undekanol 5 tetradekan 6 acenaften 7 pentadekan 28

Detektor požadavky: rychlá odezva vysoká citlivost selektivita linearita odezvy stabilita Detektory tepelně vodivostní detektor, katarometr (TCD, thermal conductivity detector) plamenový ionizační detektor (FID, flame ionization detector) termoionizační detektor, plamenový ionizační detektor se solí alkalického kovu, dusíko-fosforový detektor (TID, thermionic detector, AFID alkali flame ionization detector, NPD) detektor elektronového záchytu (ECD, electron capture detector) plamenový fotometrický detektor (FPD, flame photometric detector) atomový emisní detektor (AED, atomic emission detector) hmotnostně spektrometrický detektor (MSD, mass spectrometric detector) další detektory heliový nebo argonový ionizační detektor infračervený (FTIR) detektor fotoionizační detektor (PID) chemiluminiscenční detektor 29

Vlastnosti detektorů Detektor selektivita Přibližný detekční limit Lineární rozsah Poznámka TCD neselektivní, univerzální 10-9 g/s 10 4 nosný plyn H 2, He FID neselektivní, téměř univerzální (odezvu neposkytuje H 2 O, anorg. plyny, HCHO, HCOOH) 10-13 g/s 10 7 plamen vodíkvzduch, nosný plyn N 2, He ECD molekuly obsahující elektronegativní 10-15 g/s 10 4 skupiny (halogeny, kyslík, NO 2 ) nebo aromatická jádra TID, NPD, AFID sloučeniny N a P 10-15 -10-14 g/s 10 5 FPD sloučeniny P a S (N, As) 10-13 -10-11 g/s 10 5 AED prvkově selektivní 10-13 -10-12 g/s 10 3-10 4 (možnost detekce charakteristického emisního záření vybraného prvku) MSD látkově selektivní (možnost detekce vybraných iontů), téměř univerzální 10-15 -10-12 g/s 10 6-10 8 30

Plynová adsorpční chromatografie (GSC) Stacionární fáze (tuhý adsorbent) tvoří náplň kolony nebo je nanesena jako porézní vrstva na vnitřní povrch kapilární kolony (PLOT). Druhy stacionárních fází pro GSC Název Charakteristika Použití Chromosorb 101 styren-divinylbenzen karboxylové kyseliny, glykoly, alkoholy, estery, ketony, aldehydy, ethery 102 styren-divinylbenzen permanentní plyny, voda, alkoholy, oxidy nekovů 104 akrylonitril-divinylbenzen sirné sloučeniny, nitrily, nitrosloučeniny 108 zesítěný akrylát plyny, voda, alkoholy, aldehydy, ketony, nitrily Porapak P styren-divinylbenzen karbonylové sloučeniny, alkoholy, glykoly P-S silanizovaný Porapak P aldehydy, glykoly Q ethylvinylbenzendivinylbenzen uhlovodíky, kyslíkaté org. látky, voda, oxidy nekovů Q-S silanizovaný Porapak Q karboxylové kyseliny, voda, sirné sloučeniny alkoholy, glykoly, ethanolamin Tenax 2,6-difenyl -p-fenylenoxid Molekulová 3A K 12 (AlO 2 ) 12 (SiO 2 ) 12.x H 2 O plyny, CO 2 síta 4A Na 12 (AlO 2 ) 12 (SiO 2 ) 12.x H 2 O H 2 S, SO 2 5A Ca 9 Na 6 (AlO 2 ) 24 (SiO 2 ) 24. xh 2 O Cl 2 a HCl permanentní plyny, CS 2, H 2 S, SO 2, thioly Chromosil Porasil čištěný silikagel Sperosil Carbosieve B uhlík Carbopack B,C uhlík Alumina Al 2 O 3 nižší uhlovodíky 31

Plynová rozdělovací chromatografie (GLC) Kapalná stacionární fáze je zachycena na tuhém nosiči (náplňové kolony, kapilární kolony typu SCOT) nebo je nanesena na vnitřní stěnu kapiláry (kolony typu WCOT) Požadavky na kapalnou stacionární fázi dobrá rozpustnost dělených látek ve stacionární fázi nízká těkavost (tenze 1-10 Pa při pracovní teplotě) termická stabilita chemická inertnost vůči děleným látkám nízká viskozita při pracovní teplotě schopnost smáčet nosič nebo povrch kapiláry Nosiče stacionárních fází pro GLC jsou zrnité materiály se specifickým povrchem 0,4-1 m 2 /g nejčastěji na bázi křemeliny. Nosič nesmí vykazovat adsorpční vlastnosti. Běžné způsoby úpravy: promytí kyselinou, silanizace povrchu Chromaton N, Inerton Chromaton AW, Inerton AW, Chromosorb AW Chromaton AW DMCS, Inerton AW DMCS Chromaton AW HMDS, Inerton AW HMDS Chromaton A Super, Inerton Super základní typy promyté kyselinou silanizované Příprava náplňových kolon pro GLC rozpuštění stacionární fáze v těkavém rozpouštědle (CHCl 3 ) smočení nosiče roztokem stacionární fáze odpaření rozpouštědla naplnění kolony kondicionování kolony 32

Typy stacionárních fází pro GLC Skupina Fáze (označení) Teploty [ C] Polarita Uhlovodíky skvalan 20-150 nepolární Apolan 87 50-300 nepolární Polyglykoly polyethylenglykoly 50-225 polární (CARBOWAX) Estery ethylenglykolsukcinát 100-200 velmi polární diisopropyladipát 50-125 středně polární Dusíkaté 1,2,3-tris (2-kyanoethoxy) - 110-200 polární sloučeniny propan (CYANO B) Polysiloxany methylsilikon 20-350 nepolární (silikony) (OV-1, SE-30) fenylsilikon (OV-22) 20-300 středně polární fenylmethylsilikon (OV-17) (50% fenyl) 20-300 středně polární trifluorpropyl-methylsilikon (OV-210) 20-300 dosti polární 33

Výběr stacionární fáze pro GLC polarita (Mc Reynoldsovy konstanty) selektivita Nepolární analyty mají vysokou retenci na nepolárních stacionárních fázích a naopak. Nepolární sloučeniny a sloučeniny o střední polaritě je vhodné dělit na nepolární nebo středně polární stacionární fázi. Pro dělení polárních sloučenin se hodí polární a středně polární fáze. Analytické využití plynové chromatografie Možnosti GC dělení složitých mnohasložkových směsí strukturně odlišných i podobných látek stopová analýza, analýza z malého množství vzorku identifikace látek podle retenčních dat (Kovatsovy retenční indexy) použitím selektivních detektorů (MSD, AED) použitím dvourozměrné chromatografie preparativní chromatografie Podmínka pro použití GC: látka musí být těkavá a termicky stabilní, látky netěkavé je třeba derivatizovat. Derivatizace (pro zvýšení těkavosti nebo citlivosti) silylace skupin NH 2, OH (činidla TMCS, HMDS ) methylace skupin OH, COOH (diazomethan, CH 3 OH+CH 3 ONa ) acetylace (acetanhydrid), trifluoracetylace reakce s pentafluorbenzylbromidem alkylace Grignardovými sloučeninami 34