Techniki chromatograficzne Metody przygotowywania próbek do analizy chromatograficznej

Pobranie próbki i jej przygotowanie jest bardzo ważnym, często najważniejszym i najtrudniejszym etapem analizy i może decydować o poprawności jej wyniku. Nie ma jednej, uniwersalnej metody przygotowywania próbek, odpowiedniej do wszystkich analizowanych materiałów. Sposób przygotowywania próbki zależy gównie od stanu skupienia analizowanej substancji.

Przygotowywanie próbek Przygotowywanie próbek gazowych pobór bez zatężania adsorpcja analitów w cieczy adsorpcja analitów za pomocą adsorbentów (węgiel aktywny, sadza grafityzowana, polimery porowate, żel krzemionkowy, zeolity)

Przygotowywanie próbek Przygotowywanie próbek ciekłych ekstrakcja ciecz-ciecz ekstrakcja ciecz-gaz ekstrakcja ciecz-ciało stałe mikroekstrakcja do fazy stałej (SPME)

Próbki ciekłe - ekstrakcja ciecz-ciecz Ekstrakcja ciecz-ciecz jest najbardziej znanym i najdłużej stosowanym sposobem przygotowania próbek, zwłaszcza wodnych. Wykorzystuje się w tym przypadku podział analitu między wodę i niemieszający się z nią rozpuszczalnik organiczny.

Próbki ciekłe - ekstrakcja ciecz-ciecz Zalety ekstrakcji ciecz-ciecz łatwa do realizacji stosunkowo szybka możliwość automatyzacji Wady odparowywanie rozpuszczalnika konieczność stosowania wyłącznie bardzo czystych rozpuszczalników

Próbki ciekłe - ekstrakcja ciecz-ciecz

Próbki ciekłe - ekstrakcja ciecz-ciecz

Próbki ciekłe - ekstrakcja ciecz-ciecz Kolba Kuderny-Danish

Próbki ciekłe - ekstrakcja ciecz-ciecz

Próbki ciekłe - ekstrakcja ciecz-gaz Analiza fazy nadpowierzchniowej (Head Space)

Próbki ciekłe - ekstrakcja ciecz-gaz Analiza fazy nadpowierzchniowej Statyczna Dynamiczna -z gazową fazą ruchomą (odpędzanie lub odpędzanie i wyłapywanie) z ciekła fazą ruchomą Z gazową i ciekła fazą ruchomą (przeciwprądowa lub współprądowa)

Próbki ciekłe - ekstrakcja ciecz-gaz W statycznej metodzie analizy fazy nadpowierzchniowej substancje analizowane znajdują się nad powierzchnią cieczy (lub ciała stałego) w nieruchomej warstwie powietrza. Zwykle te same składniki, które znajdują się w fazie skondensowanej – znajdują się także w fazie gazowej. Stosunek stężeń poszczególnych substancji jest jednak inny w powietrzu i inny w fazie skondensowanej, zależy on od podziału tych substancji między fazę ciekła (stałą) i gazową oraz od ich lotności.

Próbki ciekłe - ekstrakcja ciecz-gaz Wraz ze wzrostem temperatury fazy skondensowanej zwiększa się stężenie substancji analizowanych w powietrzu.   Zaletą statycznego sposobu przygotowania próby jest łatwość wykonania możliwość bezpośredniego wprowadzenia mieszaniny gaz-pary analitu do GC

Próbki ciekłe - ekstrakcja ciecz-gaz

Próbki ciekłe - ekstrakcja ciecz-gaz Technika analizy fazy nad-powierzchniowej poprzez odpędzanie i wyłapywanie (Purge and Trap). Strumień gazu zawierający anality wyekstrahowane z cieczy przeprowadza się przez naczynie do wymrażania albo przez adsorbent, na którym są one zatrzymywane.

Próbki ciekłe - ekstrakcja ciecz-gaz Korzystne jest utrzymywanie adsorbentu w temperaturze niższej od temperatury otoczenia. Po zakończeniu etapu odpędzania i adsorpcji naczynie z adsorbentem szybko się ogrzewa, jednoczenie przepuszczając przez złoże gaz nośny, do którego przechodzą zdesorbowane substancje. Uzyskaną mieszaninę gazu nośnego i analitu wprowadza się bezpośrednio do GC.

Próbki ciekłe - ekstrakcja ciecz-gaz Kolumna do przeciwprądowej desorpcji analitów z wody Thin Layer Head Space - TLHS

Próbki ciekłe - ekstrakcja ciecz - ciał stałe Kolumny SPE (Solid Phase Extraction)

Próbki ciekłe - ekstrakcja ciecz - ciał stałe Zalety metody SPE tania łatwa możliwa do wykonania przy użyciu prostej aparatury ogranicza stosowanie rozpuszczalników

Próbki ciekłe - ekstrakcja ciecz - ciał stałe Metoda SPE umożliwia rozdzielenie analitu od matrycy i jego zatężenie. Substancje zaadsorbowane na kolumience mogą być przechowywane i transportowane. Próbka w kolumience może być przechowywana nawet kilka miesięcy, bez znaczącego wpływu na wyniki analizy.

Próbki ciekłe - ekstrakcja ciecz - ciał stałe W metodzie SPE wykorzystuje się wiele różnych adsorbentów C18 (oktadecyl na żelu krzemionkowym) Florisil (SiO2 + MgO) żel krzemionkowy polimery (akrylowe, etylowinylobenzenowo- lub styrenowo-diwinylobenzenowe) węgle aktywne i sadze zeolity

Próbki ciekłe - ekstrakcja ciecz - ciał stałe

Próbki ciekłe - ekstrakcja ciecz - ciał stałe

Próbki ciekłe - ekstrakcja ciecz - ciał stałe

Próbki ciekłe - ekstrakcja ciecz - ciał stałe Dyski ekstrakcyjne

Próbki ciekłe - ekstrakcja ciecz - ciał stałe Speedisk

Próbki ciekłe - ekstrakcja ciecz - ciał stałe

Próbki ciekłe - ekstrakcja ciecz - ciał stałe Mikroekstrakcja do fazy stałej (Solid Phase Microextraction) SPME

Próbki ciekłe - ekstrakcja ciecz - ciał stałe

Próbki ciekłe - ekstrakcja ciecz - ciał stałe

Próbki ciekłe - ekstrakcja ciecz - ciał stałe Zalety metody SPME szybka tania bezrozpuszczalnikowa przenośny próbnik możliwość automatyzacji

Próbki ciekłe - ekstrakcja ciecz - ciał stałe Zalety metody SPME granica wykrywalności 5-50 ppt czas przygotowania próbki do analizy 2-15 min.

Ekstrakcja rozpuszczalnikami Próbki stałe Ekstrakcja rozpuszczalnikami Aparat Soxhleta

Próbki stałe Ekstrakcja gazami

Charakterystyka metod Metoda Wykry-walność Błąd analizy [%] Koszty analizy Czas analizy [min.] Zastosowany rozpusz-czalnik Prostota analizy Odpędzanie i wyłapywanie ppb 1-30 wysokie 30 nie Odparowywanie ppt 3-20 120 Head Space ppm - niskie tak Ekstrakcja ciecz-ciecz 5-50 60 1000 ml Ekstrakcja ciecz-ciało stałe 7-15 średnie Do 100 ml SPME <1-12 5