Gas-cvrsta hromatografija, GSC Gas-te~na hromatografija, GLC
20
15/05/2014 1 GASNA HROMATOGRAFIJA INSTRUMENTI METODOLOGIJA PRIMENA Оддел V. Сепарациони методи Поглавје 25A. Гасно‐течна хроматографија Ског , Вест , Холер, Крауч, Аналитичка хемија Предавање 12b, Инструментални аналитички методи (B), M. Стефова,2013 http://hemija.pmf.ukim.edu.mk/subjects/view/213 Gas-cvrsta hromatografija, GSC Gas-te~na hromatografija, GLC TE^NA-CVRSTA ATSORPCIJA GAS-CVRSTA KOLONA RASPREDELBA TE^NA-TE^NA TENOK SLOJ JONSKA IZMENA GAS-TE^NA HARTIJA TE^NA-GEL мобилна фаза - инертен гас без заемодејства со примерокот, само го носи стационарна фаза – најчесто течност имобилизирана на цврста подлога – гасно-течна = гасна хроматографија гас-цврста хроматографија (атсорпциона) – многу ретко
Transcript of Gas-cvrsta hromatografija, GSC Gas-te~na hromatografija, GLC
15/05/2014
1
GASNA HROMATOGRAFIJAINSTRUMENTI
METODOLOGIJA
PRIMENA
Оддел V. Сепарациони методиПоглавје 25A. Гасно‐течна хроматографијаСког, Вест, Холер, Крауч, Аналитичка хемија
Предавање 12b, Инструментални аналитички методи (B), M. Стефова,2013http://hemija.pmf.ukim.edu.mk/subjects/view/213
Gas-cvrsta hromatografija, GSCGas-te~na hromatografija, GLC
TE^NA-CVRSTA ATSORPCIJA GGAASS-CVRSTA KOLONA RASPREDELBA TE^NA-TE^NA TENOK SLOJ JONSKA IZMENA GGAASS-TE^NA HARTIJA TE^NA-GEL
мобилна фаза - инертен гас без заемодејства со примерокот, само го носистационарна фаза – најчесто течност имобилизирана на цврста подлога – гасно-течна = гасна хроматографијагас-цврста хроматографија (атсорпциона) – многу ретко
15/05/2014
2
Gasen hromatograf
1941: Martin & Synge – концепт за GLC19 j1955: prv komercijalen instrument
1985: 200 000 gasni hromatografi vo svetot od 30 proizvoditeli
Cena: 10 000-100 000 Eur!
Razvoj:Razvoj:
voveduvawe na elektronski integratori i kompjuterska obrabotka na podatocite vo 70-tite
avtomatska kontrola na instr. uslovi, cev~esti koloni vo 80-tite
kapilarni koloni, brza GC
Gasen hromatograf
15/05/2014
3
Gasen hromatograf
Gasen hromatograf
He, Ar, N2 , H225-50 mL/min
15/05/2014
4
DETEKTORI za GCPO@ELNI KARAKTERISTIKIosetlivost (dene{nite detektori poseduvaatosetlivost vo granicite od 10-8 do 10-15 g/s)sli~en odgovor na prisustvoto na site analiti, ilialternativno, selektiven odgovor na daden analitili grupa analitistabilnost i reproducibilnostlinearen odgovor na prisustvoto na analiti {to se protega preku nekolku reda na goleminatemperaturen opseg od sobna temperatura do 400 °Cbrz odgovor na prisustvoto na analitotneosetliv na promeni na protokot, P i Tednostaven za upotreba, eftin, robustennedestruktiven
DETEKTORI za GC
15/05/2014
5
DETEKTORIPlameno-jonizaciski detektor Flame-Ionization Detector, FIDпиролиза-пламен⇒јони,електрони
ј !Prednosti:univerzalengolema osetlivost (10-13 g/s), golem linearen opseg (~107), neosetlivost na promeni na
b
=струја!
protokot na mobilnatafaza
Nedostatoci:destruktiven
DETEKTORIDetektor na termi~ka provodlivost, (katarometar) Thermal Conductivity Detector,TCD
@ica od Pt, Au, W, poluprovodnik- termi~ka sprovodlivost zavisnaod okolniot gas He i H2: 6-8 patipogolema term. sprovodlivost odonaa na org. soedinenija
Prednosti: ednostavnost, golem linearen opseg (~105), reagira i na organski i na neorganski supstanci, nedestruktivnost
Nedostatoci: relativno niskata osetlivost (~10-8 ganalit/mL gas nosa~)
15/05/2014
6
DETEKTORIDetektor so elektronski zafat Electron capture detector, ECD– sposоbnost za “fa}awe” na elektronisposоbnost za fa}awe na elektroni – elektrofilni supstanci i supstanci {to sodr`at hlor – pesticidi, polihlorirani bifenili -ekolo{ki primeroci!– neosetliv na amini, alkoholi, jaglevodorodi
Prednosti: nedestruktivnost
Nedostatoci: ograni~en linearen odgovor (samo 2 reda na veli~ina)
DRUGI DETEKTORIСпрегнати детектори = хроматограф + спектрометар
НАЈМОЌЕН ДЕТЕКТОР ЗА КАРАКТЕРИЗАЦИЈА НА ПРИМЕРОК = МАСЕН СПЕКТРОМЕТАР – идентификација ↔ масени спектри, квантификација ↔ хроматографски пикови...
MS со квадруполMS со јонска стапица
15/05/2014
7
KOLONA: srce na hromatografotDenes najmnogu se koristat:
kapilarni koloni (open tubular columns)WCOT (wall coated open tubular) - tenok sloj te~naWCOT (wall coated open tubular) - tenok sloj te~nastacionarna faza e nanesen na yidot od kolonata
SCOT (support coated open tubular) - vnatre{natapovr{ina na kapilarata e oblo`ena so tenok film(~30 μm) od inerten materijal-podloga (dijatomejskazemja) na koja e nanesena te~nata stacionarna faza ⇒pogolem kapacitet, no pomala efikasnost
FSOT (fused silica open tubular) izraboteni od фузираносиликатно стакло (спец. прочистен SiO2), imaat mnogupotenki yidovi vo sporedba so staklenite koloni i se dopolnitelno za{titeni so poliimidna obvivka ⇒pofleksibilni i pootporni na nadvore{ni vlijanija
KOLONA: srce na hromatografotkapilarni koloni (open tubular columns)
pakuvanа kolonа(packed column)
15/05/2014
8
KOLONA: srce na hromatografotTe~na stacionarna fazamala isparlivost (TV > 100°C + Tmax na kolonata);
bgolema termi~ka stabilnost;
mala hemiska reaktivnost (i na visoka temperatura);
cvrsto da se vrzuva na cvrstata podloga
koeficientite na raspredelba K = cs/cm na razli~nite analiti na imobiliziranata te~na faza treba da se razlikuvaattreba da se razlikuvaat
⇒ nivno razli~no zadr`uvawe vo kolonata
⇒ analitite }e se razdelat vo kolonata!
SLI^NO SE RASTVORA VO SLI^NO!
⇒ polarnosta na stacionarnata faza treba da e bliska do onaa na komponentite od primerokot
R Si
R
O Si
R
O Si
R
R
HO-CH2-CH2-(O-CH2-CH2)n-OH ⇒ polietilen glikol
−CH3⇒ polidimetil siloksan
−C6H5 (X %) ⇒ X % fenil-polidimetil siloksan
−C3H6CF3 (X %) ⇒ X % trifluoropropil-polidimetil siloksan
−C3H6CN (X %) ⇒ X % cijanopropil-polidimetil siloksan
R Si
R
O Si
R
O Si
R
R
n
15/05/2014
9
Gasna hromatografija - primeniза испарливи, термостабилни соединенија до 300-400 °C
VISOKOEFIKASNAVISOKOEFIKASNA TE^NA HROMATOGRAFIJA
Оддел V Сепарациони методиОддел V. Сепарациони методиПоглавје 25Б. Високоефикасна течна хроматографијаСког, Вест, Холер, Крауч, Аналитичка хемија
Предавање 12c, Инструментални аналитички методи (А), M. Стефова, 2013http://hemija.pmf.ukim.edu.mk/subjects/view/212
15/05/2014
10
TE^NA HROMATOGRAFIJA
TE^NA-CVRSTA ATSORPCIJA GAS-CVRSTA KOLONA RASPREDELBA TE^NA-TE^NA TENOK SLOJ JONSKA IZMENA GAS-TE^NA HARTIJA TE^NA-GEL
TE^NA HROMATOGRAFIJATEHNIKI
Tipovi - visokoefikasna te~na hromatografija:
raspredelitelna (particiona) ili te~no-te~nahromatografija
atsorpciona ili te~no-cvrsta hromatografija
jonoizmenuva~ka hromatografija i
22 tipa димензионо исклу~ува~ка te~nahromatografija (size-exclusion chromatography):
- gel-permеacija
- gel-filtracija
15/05/2014
11
TE^NA HROMATOGRAFIJATEHNIKI
TE^EN HROMATOGRAF
injektorpumpa injektor kolona
detektor
prika`uvawe obrabotka na
podatoci
otpad
A B Crastvoruva~i
15/05/2014
12
TE^EN HROMATOGRAF
TE^NA HROMATOGRAFIJAKOLONI
napraveni od obvivka od ~elik {to ne 'r|osuvadimenzii na analiti~kite koloni:
10 30 j 4 10dol`ina od 10-30 cm i vnatre{en dijametar od 4-10 mm,
dimenzii na ~esti~kite od stacionarnata faza 3, 5, 10 μmbroj na teoretski podovi od 40 000-60 000 podovi/mnovi visokoefikasni mikrokoloni so:dol`ina od 3-7,5 cm i vnatre{en dijametar od 1-4,6 mm,~esti~ki od 3 μm, дури и 1,7 μm,
broj na teoretski podovi do 100 000 podovi/m
komercijalno dostapni stacionarni fazi (silika gel, hemiski vrzani stacionarni fazi, jonski razmenuva~i, gelovi)
pretkoloni (guard columns)termostatirawe
15/05/2014
13
TE^NA HROMATOGRAFIJADETEKTORI
DETEKTOR Granica na detekcija
Selektivnost Obem na primena
Karakteriza-cija na supst.
Primenliv so gradient
UV-VIS 0,1-1 ng ** *** * **
UV-VIS (diode-array)
0,1-1 ng *** *** ** **
Fluorescenten 1-10 pg *** * ** **
Indeks na prekr{uvawe
0,1-1 μg * ** * ne
Elektrohemiski 0,01-1 ng *** * ** *
Masen spektrometar
0,1-1 ng *** ** *** *, **
TE^NA HROMATOGRAFIJADETEKTORI
TANDEM TEHNIKI (HYPHENATED TECHNIQUES)
HROMATOGRAF + SPEKTROMETARHPLC-MSHPLC-IRHPLC-NMRHPLC-AAS
MNOGU KORISNO!
NO I MNOGU SKAPO!
H00 000 $, H≥2
15/05/2014
14
TE^NA HROMATOGRAFIJATEHNIKIPodelbena (particiona) hromatografija
te~no-te~na hromatografijahromatografija so hemiski vrzana stacionarnaro a o raf ja so e s rza a s ac o ar afaza (chemically bonded-phase chromatography)
Si OH + Si RCH3
CH3
Si O Si RCH3
CH3
Cl + HCl
R = C18H37; C8H7; alifati~ni amini, eteri, nitrili, arom. jaglevodor.
normalno-fazna hromatografija: polarni stac. fazi (trietilen
glikol, voda) i nepolarni mobilni fazi (heksan, i-propil eter)
reverzno-fazna hromatografija: nepolarna stac. faza (jaglevo-dorodi) i polarna mobilna faza (voda, metanol, acetonitril)
Pravilo: najdobro razdeluvawe se postignuva so stac. faza so polarnostbliska do polarnosta na supstancite koi treba da se razdelat, a polarnosta na mobilnata faza treba da se razlikuva.
TE^NA HROMATOGRAFIJATEHNIKIPodelbena (particiona) hromatografija
te~no-te~na hromatografija so hemiskivrzana stacionarna faza (chemically r c r f ( ybonded-phase chromatography)
CN-врзана фаза C8-врзана фаза
15/05/2014
15
TE^NA HROMATOGRAFIJATEHNIKIPodelbena (particiona) hromatografijaтипични примени
TE^NA HROMATOGRAFIJATEHNIKIJonorazmenuva~ka (jonska) hromatografija
Stacionarna faza jonski razmenuva~i: jonorazmenuva~ki smoli - polimerij r u r
- katjonski smoli: so sulfokiselinski grupi (RSO3
-H+) ili so karboksilni grupi (RCOOH); - anjonski smoli: so bazni amino grupi i toa
kvaternarni amini [RN(CH3)3+OH-], i sekundarni
ili tercijarni amini.jonorazmenuva~ki gelovi se koristat za pogolemi molekuli
(proteini, nukleinski kiselini)neorganskite jonorazmenuva~i (pri visoka temperatura, silno
bazna sredina, silni oksidacioni sredstva)
Mobilna faza r-r koj sodr`i jon koj “se natprevaruva” so joniteanaliti za naelektriziranite grupi na povr{inata na smolata.
Detektor: konduktometar
15/05/2014
16
TE^NA HROMATOGRAFIJATEHNIKIJonorazmenuva~ka (jonska) hromatografija
TE^NA HROMATOGRAFIJATEHNIKIДимензионо-исклучувачка хроматографија(size-exclusion chromatography) ili gel-hromatografija
razdeluvawe na komponentite od smesa spored goleminata nanivnite molekuli
stacionarni fazi: sostaveni od mali ~esti~ki (10 μm) odsilika gel ili polimeri koi sodr`at mre`a od uniformni pori,vo koi difundiraat molekulite od mobilnata faza i primerokot
me|u komponentite od primerokot i stacионарната faza
fnema hemiski i fizi~ki interakcii ⇒ razdeluvaweto e rezultatsamo na razli~nata golemina na molekulite
gel filtracija – hidrofilni gelovi so vodni mobilni fazi
gel permeacija - hidrofobni gelovi so nepolarni organskirastvoruva~i kako mobilni fazi
primena: odvojuvawe i opredeluvawe na soedinenija so golemimolekuli
15/05/2014
17
TE^NA HROMATOGRAFIJATEHNIKIDimenziono isklu~uva~ka hromatografija(size-exclusion chromatography) ili gel-hromatografija
Гел филтрација на шеќери во сокови
Гел пермеација на компоненти од епокси смола
TE^NA HROMATOGRAFIJAMETODOLOGIJAD
PRIMENA
15/05/2014
18
НРLС - METODOLOGIJAСистематската селекција на променливите величини во
течната хроматографија
НРLС - METODOLOGIJA
избор на колоната и детекторот, односно дали тоа ќе бидат:- колони за реверзно-фазна, јоноизменувачка или гел хроматографија,
Фази во поставувањето на НРLС методот
- UV/Vis, флуоресцентен детектор, детектор на индексот на прекршување,електрохемиски детектор итн.
избор на соодветна мобилна фаза
добивање на прв хроматограм
подобрување и оптимизација на процесот на сепарација, со ј јцел да се види какво е раздвојувањето, симетријата на пикот,
осетливоста
валидација на методот преку определување на: прецизноста,точноста, осетливоста, специфичноста и линеарноста
15/05/2014
19
НРLС-применa-фармација
НРLС-применa-екологија
15/05/2014
20
НРLС-применa-контрола на храна
СПОРЕДБА: НРLС-GCI dvete metodi:
efikasni, mnogu selektivni, {iroko primenlivipotreben e mal primerokpotreben e mal primerokmo`e da e nedestruktivnalesno primenliva za kvantitativna analiza
Prednosti na HPLC:mo`e da se primeni na neisparlivi itermolabilni supstanci
jprimenliva i za neorganski joni
Prednosti na GLC:ednostavna i eftina opremabrzalesno se povrzuva so masena spektrometrija
