Separační metody. Jana Sobotníková. přednášky též ke stažení v SIS nebo Moodle

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

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

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

Separační metody v analytické chemii. Kapalinová chromatografie (LC) - princip

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

Vysokoúčinná kapalinová chromatografie

Chromatografie. Petr Breinek

Chromatografie Královna analýz

Chromatografické metody

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

Chromatografie. 1 Úvod

T É M A: CHROMATOGRAFIE. Spolupracoval/a: ANOTACE: TEORIE:

Teorie chromatografie - I

Cvičení KATA Analytická chemie Chromatografie

Metody separace. přírodních látek

Separační metoda. Fázový diagram

Principy chromatografie v analýze potravin

Inovace bakalářského studijního oboru Aplikovaná chemie CZ.1.07/2.2.00/

PLANÁRNÍ (PLOŠNÁ) CHROMATOGRAFIE

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

[ A] 7. KAPITOLA CHROMATOGRAFIE K =

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

Analýza kofeinu v kávě pomocí kapalinové chromatografie

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

Gelová permeační chromatografie

SPE je metoda vhodná pro rychlou přípravu vzorků, která užívá

DĚLÍCÍ -SEPARAČNÍ METODY

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

T É M A: CHROMATOGRAFIE. Spolupracoval/a: ANOTACE: TEORIE:

Úvod k biochemickému. mu praktiku. Vladimíra Kvasnicová

Úvod k biochemickému praktiku. Pavel Jirásek

STANOVENÍ AMINOKYSELINOVÉHO SLOŽENÍ BÍLKOVIN. Postup stanovení aminokyselinového složení

Chromatografie. Petr Breinek. Chromatografie_2011 1

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

Trendy v moderní HPLC

Repetitorium chemie IV (2014)

Chromatografie na tenké vrstvě (TLC) Kat. číslo

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

Iontové zdroje II. Iontový zdroj. Data. Vzorek. Hmotnostní analyzátor. Zdroj vakua. Iontové zdroje pracující za sníženého tlaku

1. Izolaci polutantů 2. Zakoncentrování a přečištění izolované skupiny látek 3. Identifikaci jednotlivých látek 4. Stanovení identifikovaných složek

Vysokoúčinná kapalinová chromatografie. Petr Kozlík Katedra analytické chemie

METODY ČIŠTĚNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK

Inovace bakalářského a navazujícího magisterského studijního programu v oboru Bezpečnost a kvalita potravin (reg. č. CZ.1.07/2.2.00/28.


Ing. Libuše Arnoštová, CSc. 2009

Superkritická fluidní extrakce (SFE) Superkritická fluidní extrakce

ROLE SEPARAČNÍCH METOD

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti ELEKTROMIGRAČNÍ METODY

Vysokoúčinná kapalinová chromatografie

Kurz 1 Úvod k biochemickému praktiku

Studijní materiál HMF_1 1. Hydroxymethylfurfural a jeho stanovení v potravinách 2. Kapalinová chromatografie (HPLC, UPLC)

UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE FARMACEUTICKÁ FAKULTA V HRADCI KRÁLOVÉ RIGORÓZNÍ PRÁCE

Klinická a farmaceutická analýza. Petr Kozlík Katedra analytické chemie

Studijní materiál. Úvod do problematiky extrakčních metod. Vypracoval: RNDr. Ivana Borkovcová, Ph.D.

UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE Přírodovědecká fakulta

Repetitorium chemie IX (2016) (teorie a praxe chromatografie)

Kapalinová chromatografie - LC

PLYNOVÁ CHROMATOGRAFIE (GC)

CHROMATOGRAFICKÉ METODY

Kapalinová chromatografie

SKUPINOVÁ ANALÝZA MOTOROVÝCH NAFT

Stanovení fenolických látek pomocí kapalinové chromatografie

EXTRAKCE, CHROMATOGRAFICKÉ DĚLENÍ (C18, TLC) A STANOVENÍ LISTOVÝCH BARVIV

Průtokové metody (Kontinuální měření v proudu kapaliny)

Analytická technika HPLC-MS/MS a možnosti jejího využití v hygieně

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

Moderní analytické metody v analýze potravin Bakalářská práce

Teorie chromatografie - II

Vysokoúčinná kapalinová chromatografie. Petr Kozlík Katedra analytické chemie

Při reálném chromatografickém ději nikdy nedojde k ustavení rovnováhy mezi oběma fázemi První ucelená teorie respektující uvedenou skutečnost byla

TYPY KOLON A STACIONÁRNÍCH FÁZÍ V PLYNOVÉ CHROMATOGRAFII

L 54/116 CS Úřední věstník Evropské unie

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti CHROMATOGRAFIE

Methody dělení směsí. Proč dělit směsi?

20. Radionuklidy jako indikátory

Hmotnostní spektrometrie

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

Zajištění správnosti výsledků analýzy kotininu a kreatininu

ADSORPČNÍ CHROMATOGRAFIE (LSC)

Aplikační rozsah chromatografie

Plynová chromatografie

Jednotné pracovní postupy zkoušení krmiv STANOVENÍ OBSAHU DEKOCHINÁTU METODOU HPLC

STANOVENÍ ZELENĚ BRILANTNÍ TENKOVRSTVOU CHROMATOGRAFIÍ

5. Stavy hmoty Kapaliny a kapalné krystaly

13/sv. 6 CS (80/891/EHS)

CS Úřední věstník Evropské unie L 54/89

Analytické metody. Spektrofotometrie 1. SPEKTROFOTOMETRIE 2. CHROMATOGRAFIE 3. POTENCIOMETRIE 4. VOLUMETRIE. Materiál používaný pro analýzu: ROZTOK

Směsi a čisté látky, metody dělení

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

NÁPLŇOVÉ KOLONY PRO GC

Hmotnostní detekce v separačních metodách

UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE FARMACEUTICKÁ FAKULTA V HRADCI KRÁLOVÉ KATEDRA ANALYTICKÉ CHEMIE

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

Chromatofokusace. separace proteinů na základě jejich pi vysoké rozlišení. není potřeba připravovat ph gradient zaostřovací efekt jednoduchost

Rozpustnost s. Rozpouštění = opakem krystalizace Veličina udávající hmotnost rozpuštěné látky v daném objemu popř. v hmotnosti nasyceného roztoku.

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

Transkript:

Separační metody Jana Sobotníková e-mail: jana.sobotnikova@natur.cuni.cz www.natur.cuni.cz/~suchan přednášky též ke stažení v SIS nebo Moodle

SEPARAČNÍ (DĚLÍCÍ) METODY založeny (většinou) na rozdílné distribuci dělených látek mezi dvě různé nemísitelné fáze zvyšují selektivitu a specifičnost v analytické chemii využití pro kvalitativní i kvantitativní analýzu, tj. důkaz, identifikaci a stanovení izolace složek v chemicky čisté formě dělení srážením, elektrolýza, destilace, krystalizace, dialýza, extrakce elektromigrační separační metody chromatografie : a) plynová (GC) (adsorpční a rozdělovací) b) superkritická fluidní (SFC) c) kapalinová (LC) - kolonová (HPLC) (adsorpční, rozdělovací, gelová, iontově výměnná a afinitní) - planární (plošná) (papírová (PC) a tenkovrstvá (TLC))

ROZDĚLENÍ SEPARAČNÍCH METOD ===================================================================================== Pracovní Druh fáze Mechanismus separačního procesu postup rozpustnos t adsorpce výměna iontů tenze par ================================================================================================= tuhá/kapalná (spolu) srážení elektrodepozice extrakce spolusrážení spolusrážení x jednostupňový ---------------------------------------------------------------------------------------------------- kapalná/kapalná extrakce x x x elektrodepozice ---------------------------------------------------------------------------------------------------- kapalná/plynná x x x destilace ---------------------------------------------------------------------------------------------------- tuhá/plynná x x x sublimace ---------------------------------------------------------------------------------------------------- tuhá/nadkritická tekutina extrakce ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- tuhá/kapalná kontinuální extrakce LSC IEC x krystalizace, zónové tavení --------------------------------------------------------------------------------------------------- mnohostupňový/ kapalná/kapalná kontinuální a Craigova x x x extrakce, LLC kontinuální --------------------------------------------------------------------------------------------------- kapalná/plynná GLC x x rektifikace ---------------------------------------------------------------------------------------------------- tuhá/plynná x GSC x x ---------------------------------------------------------------------------------------------------- tuhá/nadkritická tekutina x SFC x x =====================================================================================

CHROMATOGRAFIE je separační (dělící) a současně i analytická metoda (tj. poskytuje kvalitativní a kvantitativní informace o vzorku). využívá distribuce látek mezi dvě fáze: - mobilní (pohyblivou) - stacionární (nepohyblivou) různá hlediska dělení chromatografie 1) povaha mobilní fáze : plynová (GC) x kapalinová (LC) 2) způsob provedení : kolonová (sloupcová) x plošná (planární) 3) princip separace : rozdělovací x adsorpční x iontově výměnná x gelová 4) pracovní způsob : eluční (analytická ch.) x frontální x vytěsňovací 5) účel : analytická x preparativní (preparační)

CHROMATOGRAFIE V PLOŠNÉM USPOŘÁDÁNÍ Papírová chromatografie (Paper Chromatography, PC) rozdělovací SF je kapalina zachycená v papíře a MF je též kapalná - starší a jednodušší metoda Tenkovrstvá chromatografie (Thin Layer Chromatography, TLC) rozdělovací SF je kapalina zachycená na tenké vrstvě a MF je také kapalná adsorpční SF je tuhý adsorbent, který je součástí tenké vrstvy, a MF je kapalná - jednoduchá, levná metoda, vyžaduje minimální instrumentaci Vysokoúčinná tenkovrstvá chromatografie (High Performance Thin Layer Chromatography, HPTLC) - využívá účinné SF o malé a jednotné velikosti částic, instrumentaci pro automatické dávkování, vyvíjení (čerpadlo) a detekci srovnatelná metoda s HPLC

Princip dělení analytů při PC a TLC Vzorek se nanese ve formě malé kulaté skvrnky na papír nebo tenkou vrstvu a poté se MF nechá vzlínat póry papíru nebo tenké vrstvy. MF unáší dělené látky ze vzorku, které se více či méně zpožďují interakcí (rozpouštěním nebo adsorpcí) se SF, a tím se vzájemně dělí. Vzorky rozpuštěné v těkavém rozpouštědle se nanáší na start. Nanášíme 0,1% až 5% roztoky v množství 200 nl až 20 l do skvrn o průměru 2 až 6 mm. Chromatogram se vyvíjí v uzavřené chromatografické komoře, která je dobře nasycena parami mobilní fáze.

opakované vyvíjení (eluent o jiné polaritě) dvojrozměrné vyvíjení Vyvíjení se ukončí vybráním chromatogramu z vyvíjecí komory, když čelo MF dosáhne téměř protilehlého okraje papíru či tenké vrstvy. Čelo mobilní fáze se označí měkkou tužkou. Chromatogram se vysuší a skvrny nebarevných analytů je třeba detegovat použitím vhodné detekční metody. Když látky migrují velmi pomalu technika přetečení mobilní fáze

Detekční metody v plošné chromatografii - fyzikální a chemické způsoby detekce 1) ponoření nebo postřik chromatogramu vhodným činidlem - konc. HNO 3 nebo H 2 SO 4 (pouze TLC), K 2 Cr 2 O 7, KMnO 4, I 2 (organické látky) - fluorescamin (aminy, peptidy, sulfonamidy); ninhydrin (aminy, AMK, aminocukry); dithizon (ionty kovů); acidobazické indikátory (kyseliny a zásady) 2) fluorescence luminoforů v UV záření (excitace při 254 nm) 3) zhášení fluorescence tenkovrstvé desky nadopované fluorescenčním indikátorem (např. hořčíkem aktivovaný křemičitan zinečnatý) -biologický způsob detekce: zastavení růstu mikroorganismů

Kvalitativní vyhodnocení chromatogramu Jednotlivé separované analyty jsou charakterizovány tzv. retardačním faktorem R F. R ui di 1, u d 1 k F i m u i rychlost skvrny i-tého analytu u m rychlost (čela) mobilní fáze d i vzdálenost středu skvrny i-tého analytu od startu d m vzdálenost čela mobilní fáze od startu m R F <0, 1> R F = 0 látka nemigruje, zůstává na startu R F = 1 látka se nezadržuje, migruje s čelem rozpouštědla Nízká reprodukovatelnost R F : zejména pokud stacionární fáze, mobilní fáze a její páry nejsou v rovnováze.

Identifikace analytů 1) porovnáním poloh skvrn analytů a standardů chromatografovaných na témže chromatogramu 2) porovnáním hodnot retardačních faktorů R F analytů s publikovanými hodnotami změřenými za stejných experimentálních podmínek 3) porovnáním R M hodnot R M log 1 R F 1 log k R M na rozdíl od R F závisí aditivně na strukturních prvcích analytu 4) porovnáním hodnot relativních retardačních faktorů R F, i R F, rel, i R R F,rel,i je relativní retardační faktor tj. retardační faktor chromatografované látky vztažený k retardačnímu faktoru standardu F, s

Kvantitativní vyhodnocení chromatogramu 1) Analyty můžeme stanovit přímo na chromatogramu pomocí fotodozimetru: převedení skvrny analytů na chromatogram s píky, plocha píku je úměrná množství příslušného analytu ve skvrně. 2) Extrakce analytů z chromatogramu (vystřižení či seškrábání) a stanovení vhodnou metodou v roztoku.

PAPÍROVÁ CHROMATOGRAFIE (PC) rozdělovací chromatografie celulózový chromatografický papír (95-99 % -celulózy): tloušťka/mm, plošná hmotnost/g m -2, kapacita/mg, savost - modifikované papíry: acetylované, etherifikované, iontově výměnné skupiny Stacionární fáze: voda zachycená na papíře/impregnace polárním či nepolárním rozpouštědlem Mobilní fáze: voda + nižší alkoholy/organická rozpouštědla a jejich směsi o různé polaritě nemísitelná s vodou Vývoj chromatogramu sestupně, popř. vzestupně Vyvíjení chromatogramu v PC je pomalejší než v TLC

Sestupná PC aminokyselin dinitrofenylderiváty aminokyselin eluent cyklohexan 60% isopropanol 36% 50 mm benzoát draselný 4% detekce žluté skvrny AMK alanin, glycin a prolin MF: n-butanol-ch 3 COOH-voda 6:1:1 detekce ninhydrinem

TENKOVRSTVÁ CHROMATOGRAFIE (TLC) jednoduchá, rychlá a často používaná chromatografická metoda, dají se realizovat všechny metody kapalinové chromatografie TLC lze charakterizovat jako chromatografii v otevřené koloně Na tenké vrstvě je podstatně méně SF -analýza může být velmi rychlá v porovnání s kolonou Všechny nanesené látky se musí objevit mezi startem a čelem rozpouštědla - nic nemůže zůstat v koloně Tenkovrstvou chromatografii je možno realizovat v klasické (TLC) nebo vysokoúčinné (HPTLC) experimentální podobě.

TLC Používají se prakticky všechny stacionární fáze jako pro kolonovou chromatografii s větší zrnitostí (10-50 m). Stacionární fáze oxid hlinitý, silikagel celulóza, iontoměniče, polyamid chemicky vázané fáze na silikagel (-C18, -NH 2,-CN skupiny) SFjsou naneseny na skleněných deskách nebo hliníkových fóliích, zpevnění škrobem nebo sádrou. Tenké vrstvy mohou obsahovat fluorescenční indikátor UV 254 k usnadnění detekce analyzovaných látek. Mobilní fáze podobné se rozpouští v podobném cyklohexan, toluen, chloroform, dichlormetan, aceton, ethanol, methanol, voda, amoniak, kyselina octová a jejich směsi Hnací silou pohybu mobilní fáze (MF) jsou kapilární síly. Rychlost pohybu MF závisí na velikosti pórů stacionární fáze průtok MF není konstantní a nelze ho kontrolovat (platí pro TLC a PC)

HPTLC Používají se stejné druhy stacionární fáze jako v TLC, avšak s velmi malou zrnitostí a velkou homogenitou zrnitosti. Mobilní fáze se dodávají na vrstvu pomocí mikročerpadel (F m 1 l/s) pro zajištění rovnoměrného toku eluentu tenkou vrstvou umožňuje dosažení vyšší separační účinnosti než v TLC a PC Vyvíjení chromatogramu probíhá ve vyvíjecích komorách s možností regulace složení plynné fáze, neboť průtok eluentu tenkou vrstvou závisí na tlaku a složení páry (plynné fáze) nad vrstvou.

Srovnání parametrů TLC a HPTLC Sorbent silikagel TLC HPTLC Zrnění ( m) 30-50 10-15 Velikost pórů (nm) 8-50 6 Specifický povrch (m 2 g -1 ) - 500 Tloušťka vrstvy SF (mm) 0,1 0,25 0,15 Formát vrstvy (cmxcm) 20 x 20 5 x 5, 10 x 10 HETP ( m) 25-40 15 Průměr nanesených skvrn (mm) 2-6 0,2 1,5 Průměr rozdělených skvrn (mm) 5-15 0,5-2 Doba potřebná k separaci (min) 10-200 2-15 Množství látky ve skvrně ( g) 0,05-10 0,005-1

TLC ŠTĚPŮ NUKLEOVÝCH KYSELIN tenká vrstva: Nano-SIL NH 2 / UV eluent: aceton/voda 30/70 (v/v) + 0,2M (NH 4 ) 2 SO 4 objem vzorku: 0,3 l detekce: fotodozimetr, UV při 254 nm píky: 1. UTP (uridinmonofosfát) 2. UDP (uridindifosfát) 3. UMP (uridintrifosfát) 4. uridin (uracil-ribóza)

TLC BARBITURÁTŮ tenká vrstva: RP-18W / UV254 (W = wettable, smočitelná, nesilanizovaná) eluent: methanol/voda 45/55 (v/v) detekce: fotodozimetr, UV při 254 nm píky: 1. Revonal 2. Prominal 3. Luminal

TLC PESTICIDŮ tenká vrstva: Nano-DURASIL-20 UV254 eluent: chloroform/aceton 95/5 (v/v) detekce: fotodozimetr, UV při 254 nm píky: 1. Desethylatrazin 2. Hexazinon 3. Simazin 4. Atrazin 5. Crimidin

TLC STEROIDNÍCH HORMONŮ tenká vrstva: Nano-SIL CN / UV eluent: petroleter(40-60 C)/aceton 80/20 (v/v) objem vzorku: 1 l detekce: 0,2 g MnCl 2 v 60 ml methanolu s 2 ml H 2 SO 4 fotodozimetr, UV při 366 nm píky: 1. estriol 2. estradiol 3. estron

chromatografie sacharidů na tenké vrstvě (Silufol) stacionární fáze: adsorbovaná voda mobilní fáze: ethylacetát-isopropanol-voda (6:4:2) chromatografie fosfolipidů na tenké vrstvě (Silufol) stacionární fáze: adsorbovaná voda mobilní fáze: chloroform-methanol-amoniak (65:25:4) chromatografie listových barviv na tenké vrstvě (Silufol) stacionární fáze: voda mobilní fáze: benzín-isopropanol-voda (100:10:0,25)