Wykorzystanie techniki SPE do oczyszczania ekstraktu.. Agata Kot-Wasik

Transkrypt

1 Wykorzystanie techniki SPE do oczyszczania ekstraktu dr in. Agata Kot-Wasik

2 CEL PRZYGOTOWANIA PRÓBKI Głównym celem przygotowania próbki jest: selektywna izolacja analitów; wzbogacanie; frakcjonowanie; derywatyzacja (konwersja chemiczna analitów); oczyszczanie ekstraktu.

3 W celu oczyszczenia uzyskanych ekstraktów stosuje si głównie takie techniki, jak: ekstrakcj ciecz-ciecz (LLE), ekstrakcj do fazy stałej (SPE), kolumnow chromatografi cieczow chromatografi wykluczania (GPC, SEC).

4 ć ę ę ś Ekstrakcja do fazy stałej (SPE- ang. solid phase extraction) Polega na przepuszczeniu ciekłej próbki przez zło oznaczanych zwi zków na tym zło u. e sorbentu i adsorpcji Po tym etapie mo na wprowadzi etap oczyszczania, wówczas zło kolumienki przemywa si rozpuszczalnikiem usuwaj c interferenty. Proces ten przeprowadza si zanim anality b strumienia wła ciwego eluentu. d wyeluowane za pomoc e

5 ę ś Ekstrakcja do fazy stałej (SPE- ang. solid phase extraction) Etap oczyszczania ekstraktów ma na celu tak e selektywn elucj zło a izolowanych analitów z jak najmniejsz ilo ci interferentów. ze

6 ę ś ś Ekstrakcja do fazy stałej (SPE- ang. solid phase extraction) Najwa niejszymi aspektami oczyszczania s wi c: - dobór zło a (sorbentu) - dobór rozpuszczalnika eluuj cego, - wła ciwe przygotowanie odpowiedniego zło a (aktywacja poprzez wygrzewanie i okre lony sposób deaktywacji zło a)

7 TYP SORBENTU SYMBOL FAZA STAŁA POLARNOŚĆ/ KLASYFIKACJA ZWIĄZKU C-2 śel krzemionkowy modyfikowany grupami etylowymi C-8 śel krzemionkowy modyfikowany grupami octylowymi Nie-polarny C-18 śel krzemionkowy modyfikowany grupami oktadecylowymi Zwizki niepolarne i średnio polarne Ph śel krzemionkowy modyfikowany grupami fenylowymi CN śel krzemionkowy modyfikowany grupami cyjanopropylowymi CN śel krzemionkowy modyfikowany grupami cyjanopropylowymi Si śel krzemionkowy Polarny Diol Diol Zwizki polarne Florisil Dwutlenek magnezu NH 2 śel krzemionkowy modyfikowany grupami cyjanopropylowymi aminopropylowymi CN Cyanopropylosilika el Kationy Wymieniacz jonowy NH 2 śel krzemionkowy modyfikowany grupami cyjanopropylowymi aminopropylowymi Słabe aniony, kwasy organiczne SCX Kwas sulfonowy Mocne kationy, zasady organiczne SAX Czwartorzędowa amina Mocne aniony, kwasy organiczne WCX Słaby wymieniacz kationowy Słabe kationy

8 SPE MOC ROZPUSZCZALNIKÓW POLARNOŚĆ SORBENTÓW HEKSAN IZOOKTAN TETRACHLOROMETAN CHLOROFORM DICHLOROMETAN TETRAHYDROFURAN ETER DIETYLOWY OCTAN ETYLU ACETON DIOKSAN ACETONITRYL IZOPROPANOL METANOL WODA KWAS OCTOWY R O R S O S N CĄ AC A P O P O L L A A R N O Ś Ć { { Oktadecyl (C 18 ) Oktyl (C 8 ) NIEPOLARNY Butyl (C 4 ) Cykloheksyl Fenyl (Ph) NĄ Cyjanowy (CN) śel krzem. (SiOH) POLARNY Aminowy (NH 2 ) Florisil (MgSiO 3 ) Tlenek glinowy (Al 2 O 3 ) I i II rzędowe aminy WYMIENIACZ (NH 2 /NH) ANIONOWY (N + ) SĆ WYMIENIACZ KATIONOWY -COOH Ph-SO 3 H

9 ś FLORISIL krzemian magnezu SiO 2 +MgO, polarny, zaliczany do amfoterycznych, bardziej kwa ny charakter od aluminy i elu krzemionkowego. Przygotowanie przed u yciem: 1. aktywacja poprzez wygrzewanie w temperaturze 130ºC przez noc w naczyniu szklanym przykrytym foli aluminiow 2. ostudzenie w eksykatorze, 3. deaktywacja 2% wody,

10 FLORISIL Przygotowanie przed u yciem: 1. aktywacja poprzez wygrzewanie w temperaturze 130ºC przez noc w naczyniu szklanym przykrytym foli aluminiow 2. ostudzenie w eksykatorze, 3. deaktywacja (2% wody),

11 ś ś ę FLORISIL Zastoswanie: izolacja hydrofilnych, polarnych substancji z niewodnych, niepolarnych mieszanin, analiza próbek zawieraj cych du o lipidów, wosków lub olejów, adsorpcja pestycydów z próbek rodowiskowych, głównie chlorowanych, oznaczanie herbicydów w ywno ci i paszach, oznaczanie PCB w oleju transformatorowym, rozdział zwi zków azotowych od w glowodorowych, separacja zwi zków aromatycznych od mieszanin alifatyczno-aromatycznych szeroko wykorzystywany w metodach AOAC i EPA

12 ś ę ś ALUMINA tlenek glinu Al 2 O 3 mechanizm retencji zwi zany jest z oddziaływaniami kwas-zasada (Al 2 O 3 jest kwasem Lewisa), polarno ci i wymian jonow, sorbent polarny wyró nia si trzy rodzaje: kwa na Al-A, ph 4,5, słaby kationit, zasadowa Al-B, ph 10, neutralna

13 ś ALUMINA Przygotowanie przed u yciem: 1. aktywacja poprzez wygrzewanie w temperaturze 130ºC przez noc w naczyniu szklanym przykrytym foli aluminiow 2. ostudzenie w eksykatorze, 3. deaktywacja w zale no 0-0% I 2,6% II 5% III 8,4% IV 15%, ci od wymaganego stopnia:,

14 ALUMINA Zastoswanie: WWA, nitrozoaminy, alkaloidy, steroidy, terpeny, zwi zki alifatyczne i aromatyczne, analiza odpadów rafineryjnych, izolacja hydrofilnych substancji z niewodnych mieszanin

15 ś ńę ń ę ę ś EL KRZEMIONKOWY jako grupa funkcyjna obecna jest OH: najbardziej polarny sorbent zaktywowany jest lekko kwa ny mechanizm retencji zwi lub oddziaływa dipol dipol zany z tworzeniem si wi za wodorowych poprzez zamian grupy funkcyjnej otrzymano szerok o ró norodnych wła ciwo ciach gam sorbentów

16 ę EL KRZEMIONKOWY Przygotowanie przed u yciem: 1. aktywacja poprzez wygrzewanie w temperaturze 130ºC przez noc w naczyniu szklanym przykrytym foli aluminiow 2. ostudzenie w eksykatorze., Łatwy do regeneracji (ze wzgl du na słabe siły adsorpcji)

17 ę EL KRZEMIONKOWY Zastoswanie: matryce - polarne organiczne rozpuszczalniki, oleje i lipidy, izolacja WWA, PCB, zderywatyzowanych fenoli, chloroorganicznych pestycydów, zatrzymywanie polarnych zwi zków, elucja przeprowadzana jest poprzez zmian siły rozpuszczalnika

18 ń ABC przygotowania kolumienki do oczyszczania Umieszczenie waty szklanej na ko (wylocie) kolumny cu Wprowadzenie sorbentu do kolumienki

19 ABC przygotowania kolumienki do oczyszczania Ubicie zło a Wprowadzenie pozostałej reszty sorbentu do kolumienki

20 ń ń ABC przygotowania kolumienki do oczyszczania Wolna przestrze Wata szklana Ubicie zło a Wolna przestrze (3-4cm) nad zło em

21 ABC przygotowania kolumienki do oczyszczania Wprowadzenie rozpuszczalnika (bardzo powolne) - zwil anie Obserwacja i dodawanie rozpuszczalnika

22 ń ABC przygotowania kolumienki do oczyszczania Przyspieszenie zwil ania zło a Zako czenie zwil ania zło a

23 ę ć ABC przygotowania kolumienki do oczyszczania Kolumienka jest gotowa do u ycia; na tym etapie kolumienk mo na pozostawi. Wprowadzenie próbki/ekstraktu do oczyszczania - metoda mokra

24 ę ABC przygotowania kolumienki do oczyszczania 13. Zwi kszenie nat enia przepływu cieczy przez zło e sorbentu

25 ABC przygotowania kolumienki do oczyszczania Zbieranie ekstraktu

26 CN/SiOH Typ kolumienki do SPE CN Zastosowanie WWA z gleby - oczyszczanie ekstraktów heksanowych NH 2 /C18 SiOH NH 2 C18 SiOH-H + /SA (SiOH) górna warstwa elu krzemionkowego impregnowana jest H 2 SO 4, dolna warstwa to silnie kwaśny wymieniacz kationowy z grupy kwasu benzenosulfonowego SiOH-H + SA/SiOH SA górna warstwa elu krzemionkowego to silnie kwaśny wymieniacz kationowy z grupy kwasu benzenosulfonowego, dolna warstwa to el krzemionkowy SA SiOH NAN selektywna adsorpcja WWA poprzez wizania n-n, potem elucja acetonitrylem usuwanie zwizków polarnych Wzbogacanie WWA z wody usuwanie kwasów humusowych wzbogacanie WWA PCB z olejów - oczyszczanie ekstraktów heksanowych wg niemieckiej normy DIN utlenianie zwizków towarzyszcych do zwizków jonowych i/ lub polarnych usuwanie zwizków jonowych oraz zwizków siarki PCB z olejów przepracowanych - oczyszczanie ekstraktów heksanowych usuwanie zwizków jonowych oraz zwizków siarki usuwanie zwizków polarnych PCB ze szlamów oczyszczanie ekstraktów heksanowych SiOH-AgNO 3 usuwanie siarki, zwizków siarki oraz zwizków polarnych

27 ę ś ę ś ś ę Inne techniki stosowane do oczyszczania ekstraktu Chromatografia wykluczania (Size Exclusion Chromatography SEC, Gel Permeation Chromatography - GPC) czy elowa wykorzystuje efekt sita molekularnego jako zjawisko umo ekstraktu na frakcje Główne zastosowania : rozdzielanie substancji ró cz steczkow, a wi c wielko ci cz steczek do oznaczania rozkładu masy cz do otrzymywania frakcji o zró do odsalania do wyodr bnienia frakcji o okre ni cych si liwiaj mas ce podział steczkowej badanego materiału nicowanej wielko ci cz lonym zakresie masy cz steczek steczkowej

28 ę ś Inne techniki stosowane do oczyszczania ekstraktu Chromatografia wykluczania cd. Wypełnienie kolumny chromatograficznej wykorzystywanej w tym celu składa si z porów o du ych rozmiarach, przez które płynie ciecz i z mikroporów, w których ciecz praktycznie nie płynie. Mechanizm rozdzielania w chromatografii elowej wykorzystuje zró nicowanie dróg i czasu dyfuzji cz steczek o zró nicowanej wielko ci i masie cz steczkowej w przestrzeni porów wewn trz ziaren wypełnienia kolumny, albo w mikroporach kolumny monolitycznej.

29 Inne techniki stosowane do oczyszczania ekstraktu Chromatografia wykluczania cd.

30 Inne techniki stosowane do oczyszczania ekstraktu Chromatografia wykluczania cd.

31 NIE MA JEDNEJ UNIWERSALNEJ IDEALNEJ TECHNIKI UMO LIWIAJ CEJ OCZYSZCZENIE EKSTAKTU