Znaczenie i zastosowania chromatografii oraz rodzaje technik chromatograficznych
|
|
- Seweryn Rutkowski
- 8 lat temu
- Przeglądów:
Transkrypt
1 Marian Kamiński PODSTAWOWE POJĘCIA I PARAMETRY OPISUJĄCE UKŁADY CHROMATOGRAFICZNE. PODSTAWOWE ZASADY EFEKTYWNEGO STOSOWANIA CHROMATOGRAFII CIECZOWEJ DO ROZDZIELANIA I OZNACZANIA SKŁADU MIESZANIN Znaczenie i zastosowania chromatografii oraz rodzaje technik chromatograficznych Chromatografia jest jedną z technik rozdzielania mieszanin substancji (związków, albo grup związków chemicznych) w układzie dwufazowym - faza stacjonarna / faza ruchoma. Gdy fazą ruchomą (eluentem) jest gaz obojętny, przenoszący cząsteczki oparów (czasem produktów pirolizy) składników rozdzielanej mieszaniny - mówimy o chromatografii gazowej (GC, GLC, CGC), w tym niekiedy o gazowej chromatografii pirolitycznej. Gdy eluentem jest ciecz o chromatografii cieczowej (LC, HPLC, TLC, PLC), a gdy płyn w stanie nadkrytycznym - o chromatografii nadkrytycznej, albo chromatografii z eluentem w stanie nadkrytycznym (SFC). Do kategorii technik i metod chromatograficznych zalicza się także techniki elektroforezy żelowej (GE) i kapilarnej (CE) oraz elektrochromatografię i izotachoforezę. Techniki i metody chromatografii zrobiły ogromną karierę w okresie ostatniego stulecia, a zwłaszcza w okresie drugiej jego połowy. Obecnie nie ma, już chyba laboratorium, albo pracowni badawczej, czy zakładu produkcyjnego, działających w dziedzinie chemii organicznej, nieorganicznej, fizykochemicznej, biochemicznej, farmaceutycznej, produktów kosmetycznych, polimerów, inżynierii i ochrony środowiska, technologii żywności, biotechnologii i wielu innych, aby nie stosowano tam chromatografii w celach analitycznych, także coraz częściej w zastosowaniach preparatywnych lub procesowych. Należy podkreślić, że właśnie zdolność do rozdzielania wieloskładnikowych mieszanin substancji o bardzo zbliżonych właściwościach stała się przyczyną tak wielkiego spektrum współczesnych zastosowań chromatografii, tak w analityce, jak i w technologii leków ze źródeł pochodzenia naturalnego, w biotechnologii czy w innych obszarach. Możliwość otrzymywania określonych czystych składników z ich wieloskładnikowych mieszanin o podobnych, albo wręcz bardzo podobnych, właściwościach (izomery strukturalne, izomery optyczne) z zastosowaniem chromatografii elucyjnej w skali preparatywnej, albo procesowej jest oczywistą zaletą technik chromatograficznych. Gdy jest możliwość wykorzystania do rozdzielania innych technik, kwestią warunkującą powszechne stosowanie chromatografii pozostaje wówczas tylko koszt jej stosowania, który okazuje się być wysoce konkurencyjny. Gdy nie ma alternatywnej techniki rozdzielania mamy sytuację monopolistyczną. W przypadku analityki, oznaczenie składników w mieszaninie z innymi - szczególnie o podobnych właściwościach fizykochemicznych - jest zawsze bardzo trudne i czaso- i pracochłonne, a często, niemożliwe. Natomiast, po rozdzieleniu prawie zawsze - łatwe i szybkie. Jednocześnie, dzięki zastosowaniu przepływowych detektorów chromatograficznych - w warunkach chromatografii gazowej, wysokosprawnej elucyjnej chromatografii kolumnowej (HPLC), albo chromatografii nadkrytycznej - oznaczenie może, i jest wykonywane w sposób dynamiczny, podczas przepływu eluatu z kolumny przez przepływowe naczynie, głowicę, albo dzięki kontaktowi substancji zawartej w eluacie z
2 odpowiednim czułym czujnikiem pomiarowym detektora. Zawartość składników w eluacie, a w konsekwencji - w próbce - jest obliczana na podstawie wysokości, albo powierzchni piku, praktycznie jednocześnie z ich rozdzieleniem. W przypadku chromatografii planarnej, tzn., cienkowarstwowej i tzw. nadciśnieniowej chromatografii planarnej (OVP-TLC), oznaczanie zawartości składników analitu jest wykonywane po zakończeniu rozdzielania i najczęściej po odparowaniu eluentu - na podstawie intensywności barwy plamek, z zastosowaniem skanera. Fazę stacjonarną w kolumnie, albo w chromatografii planarnej, może stanowić porowata powierzchnia adsorbentu o określonej polarności (najczęściej - układ faz normalnych - NP), albo hydrofobowości (najczęściej - układ faz odwróconych - RP), wymieniacza jonów o określonych oddziaływaniach jonowymiennych (ogólnie - chromatografia jonowymienna, a ostatnio coraz częściej chromatografia jonowa - IC), warstewka fazy ciekłej o określonym, w chromatografii cieczowej często generowanym dynamicznie, składzie (chromatografia podziałowa gaz ciecz GLC), albo ciecz ciecz - LLC, lub ostatnio - LIHLC). Może nią być też powierzchnia najeżona określonymi ligandami o określonym powinowactwie do konkretnych związków chemicznych (chromatografia powinowactwa - AC), lub o zdolności wymiany ligandów (chromatografia wymiany ligandów - LEC). Tylko wówczas, gdy fazą stacjonarną jest spolimeryzowana struktura o zróżnicowaniu średnicy / wielkości porów, tak przygotowana, aby unikać jakichkolwiek oddziaływań sorpcyjnych, jonowymiennych, powinowactwa, czy między ligandami mówimy o chromatografii wykluczania, albo żelowej (GPC, SEC). Proces chromatograficzny można ogólnie zdefiniować jako zespół wzajemnych konkurencyjnych oddziaływań cząsteczek związków chemicznych rozdzielanej mieszaniny, a w przypadku chromatografii cieczowej, dodatkowo - składników fazy ruchomej (eluentu), z fazą stacjonarną, który prowadzi do rozdzielenia i opuszczania układu w różnym czasie przez poszczególne składniki rozdzielanej mieszaniny. W warunkach chromatografii cieczowej, a także chromatografii nadkrytycznej z m wykorzystaniem polarnych modyfikatorów, należy także uwzględniać także, wzajemne oddziaływania między cząsteczkami, lub jonami rozdzielanej mieszaniny oraz cząsteczkami, lub jonami eluentu, co w znaczny sposób komplikuje opis, ale najczęściej korzystnie wpływa na retencję i selektywność rozdzielania. Innymi słowy - w zapewniających separację - układach chromatografii cieczowej, nadkrytycznej i adsorpcyjnej chromatografii gazowej mają miejsce bardzo podobne, jednak - nie identyczne - wartości energii swobodnej oddziaływań składników rozdzielanej mieszaniny i składników eluentu z fazą stacjonarną. W warunkach chromatografii gaz - ciecz o rozdzielaniu decyduje, przede wszystkim, zróżnicowanie lotności składników poddawanych rozdzielaniu. Dodatkowe znaczenie ma zróżnicowanie rozpuszczalności w fazie stacjonarnej. Gdy energie oddziaływań sorpcyjnych będą identyczne, nie może nastąpić rozdzielenie, niezależnie od tego jak bardzo sprawny jest układ chromatograficzny. Jedynie, w przypadku czystej chromatografii wykluczania (żelowej), rozdzielanie ma miejsce dzięki zróżnicowaniu dróg dyfuzji składników rozdzielanej mieszaniny. Bardziej ściśle i w zgodzie z zasadami fizykochemii proces chromatograficzny prowadzi do opuszczania kolumny przez poszczególne składniki mieszaniny rozdzielanych substancji, z różnymi wartościami objętości elucji. Zjawisko wolniejszej migracji składników rozdzielanej mieszaniny niż wynosi prędkość przepływu eluentu nazywamy retencją (opisywany współczynnikiem retencji (k)). Gdy każdy składnik mieszaniny wprowadzonej do układu chromatograficznego wykazuje zróżnicowaną retencję, układ chromatograficzny jest selektywny wobec składników
3 rozdzielanej mieszaniny. Selektywność układu chromatograficznego jest opisywana z zastosowaniem stosunku współczynników retencji sąsiednich stref rozdzielanych substancji o większej i mniejszej retencji i nosi, obecnie, nazwę współczynnika rozdzielenia (α), dawniej nazywanego współczynnikiem selektywności, albo współczynnikiem pojemnościowym. Optymalne warunki rozdzielania i oznaczania w chromatografii Szansa uzyskania rozdzielenia stref składników rozdzielanej mieszaniny ma miejsce tylko pod warunkiem wyższych od jedności wartości ich współczynników rozdzielenia. Jednocześnie konieczna jest wystarczająca sprawność rozdzielania, albo dostateczna sprawności układu, tzn., wystarczająca sprawność kolumny, albo warstwy w chromatografii planarnej, lub cienkowarstwowej (TLC). Jeżeli którekolwiek składniki wykazują identyczną retencję w określonym układzie chromatograficznym i w określonych warunkach rozdzielania, nie ma szans ich rozdzielenia, niezależnie od sprawności układu chromatograficznego. Wówczas rozdzielczość pików (R, dawniej Rs) wynosi zero. Stąd podstawowe znaczenie ma dobór selektywności rozdzielania, a nieco mniejsze dobór odpowiedniej sprawności. Gdy warunki rozdzielania zostały dobrane w sposób optymalny, wówczas ma miejsce rozdzielenie wszystkich składników na styk i rozdzielczość obliczona dla wszystkich pików wynosi jeden. Dokonywanie rozdzielania z wartościami rozdzielczości wyższymi od nie jest celowe, powoduje, bowiem niepotrzebny wzrost czasu rozdzielania i zużycia eluentu. Dobór odpowiedniego układu chromatograficznego, zadowalającej selektywności i sprawności rozdzielania, to wybranie odpowiedniej fazy stacjonarnej (wypełnienia kolumny, albo sorbentu w chromatografii cienkowarstwowej), odpowiedniego składu eluentu, albo programu elucji oraz korzystnej sprawności rozdzielania, mierzonej liczbą półek teoretycznych kolumny, albo płytki TLC - jest często niełatwym zadaniem, tym trudniejszym, im bardziej zbliżone do siebie są właściwości fizykochemiczne składników mieszaniny, które mają zostać rozdzielone. Gdy stosujemy stałą temperaturę rozdzielania - mówimy o elucji izotermicznej. Warunki elucji z zastosowaniem eluentu o składzie niezmiennym o warunkach elucji izokratycznej, a stosowanie stałej wartości ciśnienia płynu nadkrytycznego oznacza elucję izobaryczną. Gdy w warunkach jakiejkolwiek techniki chromatograficznej stosujemy programowanie warunków elucji (w celu optymalizacji rozdzielenia składników mieszaniny) mówimy o programowanych warunkach elucji, tzn., o elucji gradientowej, albo / i programowaniu przepływu. W warunkach chromatografii cieczowej elucja gradientowa polega, z reguły, na zmianie składu eluentu poprzez systematyczne zwiększanie udziału składnika / składników o wyższej sile elucyjnej. W chromatografii gazowej zwiększamy temperaturę podczas rozdzielania, a w chromatografii nadkrytycznej ciśnienie, a także często, jednocześnie temperaturę. Programowanie warunków elucji może też dotyczyć zmiany prędkości przepływu eluentu przez kolumnę, uzyskiwanej poprzez programowanie objętościowego natężenia przepływu. Jednak, ma to drugorzędne znaczenie. Wyniki rozdzielania w chromatografii i zakres możliwości ich wykorzystania Wyniki rozdzielania zapisywane są w postaci zapisu, składającego się z pików chromatograficznych, których kształt odpowiada rozkładowi stężenia w pasmach (plamkach)
4 substancji opuszczających kolumnę chromatograficzną, a zapis ten nosi nazwę chromatogramu. Chromatogram dostarcza dwojakiego typu informacji: -- jakościowych - na podstawie miejsca piku na chromatogramie można m.in. wnioskować o rodzaju rozdzielanych substancji i o strukturze molekularnej ich cząsteczek, a także o ich właściwościach fizykochemicznych. Na podstawie liczby pików, o liczbie składników w mieszaninie - pod warunkiem, że zastosowany układ chromatograficzny zapewnił rozdzielenie wszystkich składników mieszaniny, a detektor jest czuły na wszystkie (wszystkie je widzi ); -- ilościowych - wartość sygnału detektora, zmierzona jako wysokość, albo powierzchnia piku chromatograficznego, jest funkcją stężenia bądź masy analitu w próbce dozowanej. Warto pamiętać, że istnieją dwa różne typy przepływowych detektorów chromatograficznych o ogólnie, przepływowych instrumentów pomiarowych stężeniowe, albo masowe. W przypadku detektora stężeniowego (np. detektora spektrofotometrycznego (UV-VIS), zwanego też fotoabsorpcjometrycznym, refraktometrycznego (RID), fluorescencyjnego (FLD), czy konduktometrycznego (CD) amplituda sygnału detektora jest proporcjonalna do stężenia składnika w eluacie wypływającym z kolumny i w małym stopniu - zależnym tylko od zmiany sprawności kolumny - zależy od natężenia przepływu eluatu przez naczynie detektora. W przypadku, jednak, detektorów masowych, tzn., większości detektorów stosowanych w gazowej chromatografii (np. detektora płomieniowo jonizacyjnego (FID), termo-konduktometrycznego (TCD), a także np. radiometrycznego w chromatografii cieczowej), amplituda sygnału zależy od szybkości doprowadzania masy analitu do głowicy detektora. Nie ma to znaczenia w warunkach zachowywania jednakowej wartości natężenia przepływu eluentu podczas kalibracji i oznaczania. Jednak, nawet niewielkie zmiany natężenia przepływu mają istotny wpływ na odpowiedź detektora masowego. Równocześnie trzeba stosować inne zasady przeliczania parametrów kalibracyjnych na inne warunki prędkości elucji dla detektora stężeniowego oraz inne dla detektora masowego. Podstawowy opis mechanizmów oddziaływań międzycząsteczkowych i międzyfazowych w chromatografii cieczowej Na rysunku 1 przedstawiono schematycznie wynik rozdzielania substancji w kolumnie z zastosowaniem przepływowego detektora, tzn., chromatogram. Rysunek 1 Schematyczny obraz chromatogramu
5 Proces chromatograficzny to wielokrotna sorpcja i desorpcja substancji z fazy ruchomej do stacjonarnej i odwrotnie, z fazy stacjonarnej do fazy ruchomej. W zależności od siły (energii) oddziaływań z każdą z faz, składniki mieszaniny szybciej lub wolniej przemieszczają się wzdłuż warstwy wypełnienia i opuszczają kolumnę w różnym czasie. Jednocześnie pasma ulegają poszerzeniu (rozmyciu) na skutek procesów dyfuzyjnych i dyspersyjnych oraz w rezultacie ograniczonej szybkości zjawisk sorpcji-desorpcji. Warto też zapamiętać, że w warunkach chromatografii wykluczania (żelowej) oraz w warunkach chromatografii powinowactwa, podstawowe zjawiska wykorzystywane do rozdzielania substancji są inne, natomiast, zjawiska powodujące rozmycie pasm te same. Ze względu na różny mechanizm oddziaływań rozdzielanych substancji z fazą ruchomą i stacjonarną układy chromatograficzne dzielimy na: 1. Układy faz normalnych 1.1. Adsorpcyjne warunki rozdzielania w układzie faz normalnych (NP) (czasem z niewielkim stopniem udziału warunków podziałowych), mają miejsce wtedy, gdy wykorzystuje się interakcje polarnych grup funkcyjnych rozdzielanych składników z polarnymi centrami aktywnymi, obecnymi na powierzchni fazy stacjonarnej, albo z polarnymi składnikami ciekłej, lub dynamicznie generowanej polarnej fazy stacjonarnej. Ogólnie - im wyższa polarność eluentu, tym wyższa jego siła elucyjna w układzie faz normalnych. Jednak, zmiana jednego składnika eluentu na inny może też powodować zmianę selektywności rozdzielania. Przykłady tradycyjnych faz stacjonarnych wykorzystywanych w układach faz normalnych, to żel krzemionkowy, tlenek glinu o różnym stopniu zasadowości powierzchni, krzemian magnezu (Fluorisil), hydroksyapatyt (wykazujący już, jednak, również oddziaływania jonowymienne) oraz porowaty ditlenek tytanu, czy cyrkonu. Wadą tych faz stacjonarnych są wysokie energie adsorpcji wody i silna zależność retencji substancji od zawartości wody w eluencie. Obecnie, stosuje się coraz częściej, na ich miejsce wiele tzw. związanych faz stacjonarnych, otrzymanych na drodze syntezy odpowiednich grup funkcyjnych, najczęściej do powierzchni żelu krzemionkowego, ale także do tlenku glinu, di-tlenku tytanu, albo di-tlenku cyrkonu. Przyłącza się w ten sposób grupy OH - w postaci alkilodiolu, CN w postaci alkilonitrylu, NH2 (wykazujący także bardzo słabe oddziaływania jonowymienne), grupy arylo-, albo alklo-nitrowe (NO2), amid kwasu karboksylowego i inne. Skład fazy ruchomej odpowiedniej do rozdzielania substancji w warunkach faz normalnych zależy od polarności rozdzielanych składników. Typowe warunki chromatografii w układach faz normalnych mają miejsce podczas rozdzielnia nisko- i średnio- polarnych związków chemicznych. Stosuje się wtedy warunki niskiej, kontrolowanej zawartości wody w eluencie, tzn., określone rozpuszczalniki organiczne najczęściej nie mieszające się z wodą i ich mieszaniny, złożone z zupełnie nie polarnych składników, takich, jak n-heksan i n- heptan, a nawet jeszcze mniej polarne fluoroalkany, poprzez kolejno węglowodory aromatyczne (szczególnie toluen), etery (szczególnie eter metylowo-, albo etylowo tertbutylowy), chloroalkany (szczególnie dichlorometan), estry (szczególnie octan metylu, albo etylu), ketony (szczególnie aceton i MEK), acetonitryl, alkohole (szczególnie izopropanol, albo niewielki udział metanolu), kwasy hydroksylowe (szczególnie bezwodny kwas octowy). 1.2.W przypadku rozdzielania w substancji polarnych w układach faz normalnych (polioli, cukrów, aminokwasów, jonów organicznych, czy nieorganicznych itp.) można stosować fazy ruchome zawierające znaczne zawartości wody, z dodatkiem acetonitrylu, metanolu,
6 pirydyny, kwasu octowego itp. polarnych i rozpuszczalnych w wodzie składników. Tego typu układy chromatograficzne noszą nazwę układów oddziaływań hydrofilowo liofilowych i nie są to już warunki typowej chromatografii adsorpcyjnej, a warunki chromatografii adsorpcyjno podziałowej (HILC) Podziałowe warunki rozdzielania w chromatografii cieczowej w układach faz normalnych (NP-LLC) dawniej uzyskiwano poprzez naniesienie warstewki polarnej cieczy (np. ciekłego glikolu polietylenowego) na powierzchnię szerokoporowatego nośnika (jak w kolumnowej chromatografii gazowej) oraz z zastosowaniem nisko- i średnio- polarnego eluentu, nasyconego fazą stacjonarną, w celu zapobiegania jej zdzierania na drodze rozpuszczania w eluencie. W podobny sposób uzyskiwano podziałowe warunki układu faz odwróconych (gdy fazą stacjonarną była np. ciekła parafina, czy BB oxo-di-propionitryl alifatyczny, albo n-oktanol, a fazą ruchomą mieszanina metanol woda nasycona odpowiednimi składnikami fazy stacjonarnej). Takie postępowanie ma już tylko historyczne znaczenie, ponieważ sprawność tego typu kolumn była bardzo niska (bardzo szerokie silnie asymetryczne piki), chociaż tzw. właściwa pojemność sorpcyjna dosyć wysoka. Warunki chromatografii podziałowej w układach faz normalnych można także uzyskać na drodze generowania w sposób dynamiczny ciekłej polarnej fazy stacjonarnej, z zastosowaniem sorbentów, szczególnie żelu krzemionkowego, o typowych porach 6 10 nm i eluentu stanowiącego mieszaninę cieczy nie polarnej (np. CH2Cl2), z niewielkim dodatkiem polarnego składnika organicznego (np. CH3OH) oraz wody o zawartości bliskiej nasycenia (jednak nieco niższej, aby nie dopuścić do wydzielenia się wody w przypadku zmniejszenia się temperatury eluentu). Przykładem może być układ złożony z żelu krzemionkowego o porach o przeciętnej średnicy 6 nm - jako nośnika i eluentu chlorek metylenu metanol woda 94:6:0.5 v/v. W tych warunkach można rozdzielać glikozydy, czy alkaloidy, uzyskując bardzo dobrą selektywność, a szczególnie wysoką właściwą pojemność sorpcyjną i tylko w małym stopniu asymetryczne piki. Są to warunki chromatografii podziałowej z dynamicznie generowaną, bogatą w wodę i metanol, a ubogą w CH2Cl2 fazą stacjonarną 2. Przeciwnym do powyższych, jest układ faz odwróconych ( RP), gdy faza stacjonarna jest nie polarna a faza ruchoma polarna, złożona z wody i modyfikatora / modyfikatorów organicznych. Retencja i rozdzielanie substancji w warunkach układu faz odwróconych jest zależne od stopnia hydrofobowości molekuł, albo odpowiednich ich fragmentów. Typowe fazy stacjonarne, to związane z żelem porowatym krzemionkowym (dopuszczalny zakres ph eluentu od ok. 2,0 do 8.5), albo tlenkiem glinu, ditlenkiem tytanu, albo ditlenkiem cyrkonu (zakres ph od 1.5 do ok. 10), a także z kopolimerem styren diwinylobenzen, grupy C18 (n-oktadecylowa), C8 (n-oktylowa), fenylowa (Ph). Warunki faz odwróconych można uzyskać także, gdy grupą funkcyjną na powierzchni sorbentu jest alkilonitryl (CN), cholesterol, cyklodekstryny i inne. Faza ruchomą stanowi mieszanina wody, albo bardzo rozcieńczonego roztworu buforu z dodatkiem organicznego modyfikatora, rozpuszczalnego w wodzie, takich, jak: metanol (MeOH), acetonitryl (AcCN), Czterowodorofuran (THF), dioksan (D). Im wyższa zawartość organicznego modyfikatora w eluencie (mniejsza zawartość wody, albo wodnego roztworu buforu), tym eluent charakteryzuje się wyższą siłą elucyjną. W przypadku rozdzielania organicznych kwasów i zasad bardzo ważne jest stosowanie takiego ph eluentu, aby nastąpiło zjawisko cofania dysocjacji elektrolitycznej molekuł rozdzielanych substancji, co powoduje wzrost ich ogólnej hydrofobowości i wzrost retencji.
7 2.1. Do tej grupy należy też zaliczyć tzw. chromatografię oddziaływań hydrofobowych (HIC), gdy do rozdzielania wykorzystuje się hydrofobowe oddziaływania makromolekuł z hydrofobową powierzchnią fazy stacjonarnej, w szczególny sposób wzmacniane przy wysokich stężeniach soli w eluencie, tzn. gdy stężenie soli jest zbliżone do tzw. stężenia wysalania. 2.2.Chromatografię par jonowych (IPC) alternatywa dla chromatografii jonowymiennej zalicza się do chromatografii w warunkach faz odwróconych. Wówczas, jonowe, albo bardzo silnie polarne, fragmenty cząsteczek substancji rozdzielanych są maskowane odpowiednim organicznym przeciw-jonem i powstają pary jonowe, które zachowują się w układzie chromatograficznym (najczęściej w układzie faz odwróconych) podobnie jak substancja neutralna. Warunki chromatografii par jonowych nie są już, jednak tak jednoznaczne, jak warunki chromatografii w układach faz odwróconych i im tworzące pary jonowe są podatne na dysocjacją elektrolityczną, w tym większym stopniu warunki zbliżają się do chromatografii jonowymiennej Chromatografia wymiany ligandów może mieć miejsce w różnych układach faz, jednak, najczęściej jest stosowana w układach faz odwróconych. Ligandy mające zdolność do kompleksowania rozdzielanych substancji są dodawane do eluentu w bardzo niewielkim stężeniu. Powinny mieć jednocześnie powinowactwo sorpcyjne do fazy stacjonarnej. Są one wymieniane z ligandami kompleksującymi rozdzielane substancje, zawarte w próbce wprowadzonej do kolumny i mającymi podobne powinowactwo do fazy stacjonarnej Chromatografia micelarna też jest stosowana tylko w układach faz odwróconych. Ma miejsce, gdy w eluencie płynącym przez kolumnę są obecne micelle bogate w niektóre składniki rozdzielanej próbki. Rozdzielaniu podlegają albo te że micelle, albo ma miejsce wymiana składników analitu między powierzchnią micelli i powierzchnią fazy stacjonarnej. 3. Jonowymienne układy chromatograficzne (zwane, w ich nowoczesnej realizacji jonowymi (IC)) mają miejsce, gdy rozdzielanie jest oparte na odwracalnej wymianie jonów z fazą stacjonarną. Do tej grupy należy też zaliczać tzw. chromatografię wykluczania jonowego (IEC), gdy mechanizm rozdzielania nie jest ściśle jonowymienny, a spowodowany istnieniem tzw. membrany Donana. 4. Chromatografię wykluczania, zwaną do niedawna żelową, albo nieco dawniej chromatografią wykluczania sterycznego (SEC, albo GPC), stosuje się do rozdzielania substancji o różnej masie molowej (w zakresie do ok. 10 milionów Da), a w istocie o różnych wymiarach tzw. średnicy, albo promienia hydrodynamicznego rozdzielanych molekuł. Jest też wykorzystywana do przygotowania próbki w celu rozdzielania frakcji składników nisko-molekularnych (np. wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych, pestycydów w próbkach gleb, tłuszczów, węglowodorów wysokowrzących od ogromnej ilości wyżej-molekularnych składników matrycy ), a także w warunkach hydrofilowych do odsalania białek i innych biomolekuł. Wykorzystuje się mechanizm tzw. sita molekularnego, czy tzw. wykluczania sterycznego, tzn. zróżnicowanie dróg penetracji porów wewnątrz-ziarnowych o różnych średnicach przez cząsteczki o różnych wartościach średnicy hydrodynamicznej, wykorzystując zróżnicowanie czasu ich dyfuzji wewnątrz porów wypełnienia i eliminując, zjawiska sorpcji. W warunkach chromatografii wykluczania (żelowej)
8 zróżnicowanie energii sorpcji (adsorpcji, absorpcji, podziału), gdy ma dodatkowo miejsce, może wpływać korzystnie, albo przeszkadzać rozdzielaniu. 5. Chromatografię powinowactwa (Affinity Chromatography) stosuje się w biochemii i w biotechnologii. Wykorzystuje się wysoce specyficzne oddziaływania (np. oddziaływanie enzym koenzym, czy wiązanie do powierzchni chityny itp.), albo innego typu specyficzne oddziaływania między fazą stacjonarną a substancjami rozdzielanymi (np. tzw. chromatografia metalopowinowactwa - oddziaływania Ni...S). Zjawiska powinowactwa można też wykorzystywać bez kolumny, wykonując rozdzielenie (dokonując w istocie, specyficznej sorpcji określonego składnika) w naczyniu laboratoryjnym, albo bezpośrednio w bioreaktorze. Mimo nazwy - chromatografia powinowactwa, te techniki rozdzielania należałoby zaliczać raczej do technik selektywnej adsorpcji, niż chromatografii. Opis liczbowy układów chromatograficznych Układy chromatograficzne można opisać liczbowo. Opis taki powinien być odrębny dla chromatografii kolumnowej i dla chromatografii cienkowarstwowej. W przypadku chromatografii kolumnowej dotyczy on, głównie: A - parametrów fizycznych kolumny, B retencji i selektywności układu chromatograficznego, C - sprawności układu chromatograficznego, A Główne fizyczne parametry kolumny to długość (L c ) i średnica wypełnienia kolumny (d c ), liniowa (u) i objętościowa prędkość przepływu fazy ruchomej (w) oraz średnia wielkość ziaren wypełnienia (d p ). Niekiedy, podawany jest, dodatkowo, zakres wielkości ziaren wypełnienia (najczęściej od 10% do 90% udziału masowego na krzywej rozkładu granulometrycznego). Ważne znaczenie ma też średnia wielkość porów wypełnienia kolumny, powierzchnia sorpcyjna, charakteryzowana w formie tzw. powierzchni właściwej sorbentu. Parametrami kolumny są też: objętość martwa (V 0 ) i związany z nią - czas martwy kolumny (t 0 ). Objętość martwa kolumny zależy od wymiarów wypełnienia kolumny oraz od rodzaju i stopnia upakowania wypełnienia (tzn., od porowatości całkowitej, a stąd, od porowatości między-ziarnowej i wewnątrz-ziarnowej wypełnienia kolumny - w przypadku tzw. kolumn pakowanych oraz od porowatości makro- i mezo-porów oraz mikroporów - w przypadku tzw. kolumn monolitycznych), ale w pierwszym przybliżeniu nie zależy od natężenia przepływu eluentu. Objętość martwą można uważać za sumę objętością cieczy, która jest uwięziona (unieruchomiona w porach oraz tej, która znajduje się między ziarnami wypełnienia). Analogicznym parametrem do objętości martwej kolumny jest czas martwy (t 0 ), który definiuje się jako czas od momentu wprowadzenia do kolumny substancji nie ulegającej sorpcji, jednak wnikającej do wszystkich porów wewnątrz ziaren wypełnienia, do chwili pojawienia się maksimum piku tej substancji na wylocie z kolumny. Czas martwy kolumny zależy od objętości martwej kolumny i od objętościowej prędkości przepływu fazy ruchomej (od natężenia przepływu fazy ruchomej (w)). Wzajemną zależność tych parametrów wyraża równanie: V 0 t 0 = ---- (1) w W przybliżeniu: V 0 = 0,6 d c 2.L c (2)
9 gdzie: L c - długość kolumny, d c - średnica wewnętrzna kolumny. Równanie (2) jest słuszne, gdy całkowita porowatość wypełnienia wynosi około 0.76, tzn. mamy do czynienia ze stosunkowo zwartym wypełnieniem kolumny upakowanej techniką zawiesinową na mokro. Wyznaczenie objętości martwej kolumny nie jest wcale proste. Dane literaturowe wskazują, że różnice oznaczonych eksperymentalnie wartości, sięgającą +/-20 % i otrzymana wartość zależy od warunków wyznaczania tego ważnego parametru kolumny, a przy bardzo dokładnej obserwacji, także od natężenia przepływu eluentu. Najczęściej czas martwy (objętość martwą kolumny) w układach faz normalnych (NP), wyznacza się, stosując skwalan, albo fluoroalkany, jako substancję wzorcową, a fazą ruchomą jest rozpuszczalnik o średniej sile elucyjnej np. octan etylu. W układach faz odwróconych stosuje się często uracil lub D 2 O lub stężony roztwór azotanu potasu (detekcję przy długości fali λ= nm), jako substancję testową, a fazą ruchomą może być metanol albo acetonitryl. B Retencja i selektywność układu chromatograficznego dotyczy łącznie - kolumny (sorbentu) i fazy ruchomej (eluentu). Retencja eluowanych substancji jest często opisywana wartością czasu retencji piku na chromatografie (tr), tzn. liczoną w jednostkach czasu odległością maksimum piku od punktu dozowania. Czas retencji ma sens termodynamiczny, tylko pod warunkiem stałej wartości natężenia przepływu eluentu (u=const). Bardziej zgodne z zasadami termodynamiki jest określanie objętości retencji (Vr). Najlepszą miarą retencji określonej substancji w określonym układzie chromatograficznym jest współczynnik retencji (k) Selektywność układu chromatograficznego dotyczy określonych dwóch substancji rozdzielanych w określonym układzie chromatograficznym. Można ją opisać odległością między maksimum pików. Odległość między poszczególnymi maksimami pasm stężeniowych składników mieszaniny daje pogląd o oddziaływaniach tych substancji z fazą stacjonarną i fazą ruchomą. Selektywność układu chromatograficznego jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i jest przede wszystkim zależna od budowy chemicznej składników rozdzielanej mieszaniny, charakterystyki powierzchni sorpcyjnej i charakteru oddziaływań międzyfazowych i międzycząsteczkowych w układzie chromatograficznym. Miarą selektywności jest współczynnik rozdzielenia (α) wyrażający stosunek wartości współczynników retencji (k) substancji stanowiących najczęściej sąsiednie piki chromatograficzne. Wyrażanie retencji i kolejno, selektywności za pomocą objętości, a szczególnie, za pomocą czasu retencji, utrudnia porównanie poszczególnych układów chromatograficznych (różne wymiary kolumny, różna prędkość przepływu fazy ruchomej powoduje uzyskanie różnych wartości czasu, a także objętości retencji). Obiektywnym parametrem pozwalającym porównać selektywność różnych układów chromatograficznych jest bezwymiarowy współczynnik retencji k, który wiąże parametry retencji i parametry fazy stacjonarnej kolumny. k = K ( V s / V m ) = C s V s / C m V m ( 3 ) gdzie: K stała podziału (jak w równaniu Nernsta), V s - objętość fazy stacjonarnej, V m - objętość fazy ruchomej, C m - stężenie substancji w fazie ruchomej, C s - stężenie substancji w fazie stacjonarnej.
10 Należy pamiętać, że nie jest to proste przeniesienie równania Nernsta, gdzie założono, że stosunek objętości fazy organicznej do objętości fazy nieorganicznej jest bliski 1:1. W praktyce współczynnik retencji k wyznacza się z chromatogramu korzystając z poniższej zależności (4), zwanej równaniem elucji. V R = V 0 ( 1 + k ) lub dla u=const: t R = t 0 ( 1 + k ) (4) gdzie: V R objętośc retencji określonej substancji, pozostałe zmienne j.w. Parametrem, opisującym selektywność kolumny jest α, tzn. - współczynnik rozdzielenia (nazywany dawniej, współczynnikiem selektywności, bądź retencją względną): α = k 2 / k 1 (5) przy czym, cyfra 2 oznacza pik substancji później eluowanej, a cyfra 1 eluowanej wcześniej C sprawność układu chromatograficznego jest wyrażana liczbą półek teoretycznych (N) bądź tzw. wartością wysokości równoważnej półce teoretycznej, potocznie: wysokości półki teoretycznej (H). Poglądowo wysokość półki teoretycznej można zdefiniować jako teoretyczną wysokość wypełnienia kolumny, w zakresie której, ustala się stan równowagi stężenia substancji w fazie stacjonarnej i w fazie ruchomej. W praktyce, ze względu na określoną dynamikę rozdzielania, do stanu równowagi nigdy nie dochodzi. W publikacjach i podręcznikach można znaleźć szereg teorii i zależności, wg których można teoretycznie określić sprawność kolumny chromatograficznej, uwzględniając wielkość ziaren, strukturę wypełnienia, kinetykę dyfuzji, opory przenoszenia masy, prędkość i profil przepływu cieczy, kinetykę zjawisk sorpcji desorpcji itp. W praktyce, dla pików o kształcie bardzo zbliżonym do krzywej Gaussa, liczbę półek teoretycznych można łatwo obliczyć na podstawie chromatogramu, korzystając z zależności (6): N = (l R /w 1/2 ) 2 (6) gdzie: l R, - odległość maksimum piku od punktu dozowania (obliczona na podstawie chromatogramu); w 1./2 szerokość piku w połowie wysokości. Obliczenia wykonane na podstawie chromatogramu z zastosowaniem zależności (6) oraz innych, uwzględniających szerokość pików i ich odległość od punktu dozowania, są teoretycznie poprawne, tylko wtedy, gdy kształtu piku jest gaussowski. Otrzymana wartość (N) jest różna dla substancji o różnych współczynnikach retencji. Na ogół przyjmuje się, że dopuszczalne są różnice o około 15%. Większe różnice są spowodowane nadmiernym wpływem tzw. poza-kolumnowych efektów rozmycia stref substancji, nieregularnym profilem przepływu cieczy w kolumnie, albo wyraźnie nieliniowymi zjawiskami sorpcji w kolumnie. W przypadku pików niesymetrycznych, do obliczania sprawności kolumny stosuje się równanie Dorsey-Foley a, wyrażone zależnością (7) 41,7 ( l R /w 0,1 ) 2 N = (7) (B/A) + 1,25
11 gdzie: w 0,1 szerokość piku na wysokości 10 % powyżej podstawy (linii bazowej) piku, B/A - stosunek szerokości prawej / lewej (zstępującej do wstępującej) strony piku, wyznaczony na poziomie 10% wysokości piku, inaczej współczynnik asymetrii (As 0.1 ). W praktyce pik uważa się za symetryczny, gdy współczynnik As 0.1 ma wartość 0.95 do 1.1. Ocenę sprawności i selektywności kolumny dokonuje się najczęściej z zastosowaniem systemu komputerowego. Kupując kolumnę otrzymuje się certyfikat jakości kolumny, w którym m. in. podane są liczby półek teoretycznych, wyznaczone dla kilku substancji mieszaniny testowej. Końcowy efekt procesu chromatograficznego jest opisany rozdzielczością pików (R) (dawniej nazywaną stopniem, albo współczynnikiem rozdzielenia (Rs) - dwóch sąsiadujących na chromatogramie, substancji i+1 oraz i. R można obliczyć na podstawie chromatogramu mierząc w tych samych jednostkach odległość między maksimami pików oraz szerokości pików przy podstawie. W przypadku pików nie rozdzielonych do linii podstawy należy mierzyć szerokości połówkowe pików przy podstawie, odpowiednio: po stronie wstępującej piku poprzedniego i po stronie zstępującej piku następnego oraz obliczyć wartość R (Rs)wyrażoną równaniem (8): R = (tr (i+1) - tr (i) ) / ½ (S (i+1) + S (i) ) = 2 (tr (i+1) - tr (i) ) / (S (i+1) + S (i) ) (8) Podstawowe znaczenie w chromatografii ma równanie (9), które uzależnia stopień rozdzielenia substancji od sprawności i selektywności układu chromatograficznego i umożliwia sformułowanie ważnych wniosków dotyczących optymalizacji warunków rozdzielania substancji z zastosowaniem eluentu o stałym składzie (warunki izokratyczne), a także umożliwia ich pół-ilościowe uogólnienie dla warunków elucji gradientowej: N α - 1 k 2 R s = ( 9 ) 4 α 1 + k 2 gdzie: k 2 - współczynniki retencji substancji później eluowanej (charakteryzuje retencję), N liczba półek teoretycznych kolumny (charakteryzuje sprawność kolumny),. α - współczynnik rozdzielenia (charakteryzuje selektywność układu chromatograficznego) Każdy z czynników równania (8) jest niezależny od drugiego. Istotne jest stwierdzenie, że im wyższa sprawność kolumny, tym niższa jest wymagana selektywność układu, natomiast, warunkiem koniecznym uzyskania rozdzielenia jest α > 1.0. Im wartość α jest bliższa 1.0, tym nieproporcjonalnie wyższa musi być sprawność kolumny. Jednocześnie z równania (8) widać, że nie jest celowe zwiększanie współczynnika podziału powyżej wartości k = ok. 10. W przeciwnym razie wzrasta czas rozdzielania, spada granica oznaczalności, z powodu spadku wysokości pików, a praktycznie nie wzrasta już rozdzielczość pików substancji (np. dla k=10, ostatni czynnik w równaniu (8) wynosi 10/11, a dla k=20 to 20/21, co praktycznie nie różni się od 10/11). Przyjmuje się, że w celu wykonywania oznaczeń ilościowych rozdzielczość pików R może mieć wartość ok. 0,9 do 1,0. Zwiększanie R ponad wartość 1 jest działaniem
12 nieefektywnym w warunkach chromatografii analitycznej, ponieważ prowadzi do zwiększania czasu rozdzielania, nie wpływając, praktycznie, na dokładność wyników oznaczania. Niektóre inne, powszechnie stosowane w chromatografii, określenia to Pojemność względem pików określa liczbą substancji, które mogą być rozdzielone w danej kolumnie (w warunkach elucji izokratycznej). Każda kolumna chromatograficzna ma określoną długość i określoną sprawność, a więc w zakresie k=0 do k=10, jest w stanie pomieścić określoną liczbę rozdzielanych substancji. Im mniej rozmyte pasma stężeniowe (większa sprawność kolumny), tym większa pojemność względem pików. Impedancja separacji (E) parametr charakteryzujący ciśnienie konieczne dla uzyskania jednej półki teoretycznej w kolumnie w jednostce czasu, a więc opisujący przepuszczalność kolumny w odniesieniu do tzw. efektywnej sprawności kolumny. Szczególnie korzystnymi, bardzo niskimi wartościami impedancji separacji charakteryzują się, wprowadzone niedawno, tzw. kolumny monolityczne, które nie są wypełnione ziarnistym sorbentem, ale wypełnienie stanowi otrzymany syntetycznie monolityczny sorbent, tzn., warstwa wypełnienia, porowata w całej objętości kolumny, złożona z tzw. makro-porów, mezo-porów i mikroporów. Te ostatnie decydują o powierzchni sorpcyjnej monolitycznego wypełnienia kolumny, natomiast w przestrzeni makro porów i mezoporów przepływa eluent, przenoszący cząsteczki rozdzielanych substancji. Impedancja rozdzielania jest ważnym parametrem opisującym efektywność kolumny chromatograficznej, wyrażona jest ona zależnością (9): t o ΔP E = (9) N 2 η Porowatość między-ziarnowa wypełnienia udział objętości przestrzeni między ziarnami fazy stacjonarnej w kolumnie w całej objętości wypełnienia kolumny. W przypadku kolumny monolitycznej, funkcję przestrzeni między-ziarnowej pełni objętość makro porów i mezo porów. Porowatość wewnątrz-ziarnowa wypełnienia udział objętości dostępnej dla cząsteczek eluentu i analitu wewnątrz ziaren wypełnienia kolumny (a w przypadku kolumny monolitycznej łącznej objętości mikro porów), odniesiony do łącznej objętości ziaren. Ziarna fazy stacjonarnej mogą być całkowicie porowate lub tylko porowate w warstwie powierzchniowej. Pory wewnątrz ziarna maja różne średnice, długości, są dwustronnie lub jednostronnie otwarte. Porowatość całkowita wypełnienia łączny udział objętości między-ziarnowej i wewnątrzziarnowej, odniesiony do objętości wypełnienia kolumny. Podstawowe parametry i wymagania wobec fazy stacjonarnej i eluentu. najważniejsze zasady postępowania warunkujące efektywne stosowanie chromatografii cieczowej - Warto zwrócić uwagę, że w warunkach chromatografii cieczowej hydrodynamiczny przepływ eluentu ma miejsce tylko w przestrzeni między-ziarnowej (a w przypadku tzw. kolumn monolitycznych tylko w przestrzeni makroporów i w bardzo niewielkim stopniu
13 także w przestrzeni mezoporów). Natomiast w przestrzeni wewnątrz-ziarnowej, która pod względem powierzchni sorpcyjnej zdecydowanie dominuje, migracja molekuł odbywa się tylko na drodze dyfuzji molekularnej. Jednocześnie, główną przyczyną wymiany masy jest zawsze różnica stężeń (różnica potencjałów termodynamicznych) między określonymi punktami w przestrzeni kolumny oraz na powierzchni fazy stacjonarnej. Parametry charakteryzujące fazę stacjonarną (sorbent) Najważniejsze, to: - Właściwości powierzchni sorpcyjnej, tzn., rodzaj grup funkcyjnych oraz rodzaj i zawartość zanieczyszczeń (np. jonów metali) oraz centrów o szczególnie wysokiej energii na powierzchni sorpcyjnej; - Powierzchnia właściwa sorbentu wyznaczana najczęściej metodą BET (ilość adsorbowanego azotu). Np., żel krzemionkowy o wielkości porów 60 A, może mieć powierzchnię właściwą nawet do 750 m 2 /g. Wysoka wartość powierzchni właściwej jest często pożądaną cechą sorbentu (czasem może być niekorzystna); - Stopień obsadzenia powierzchni sorpcyjnej grupami aktywnymi, tzn., grupami funkcyjnymi, biorącymi udział w oddziaływaniach sorpcyjnych, wyrażony w mmol/g, albo w % (np. węgla alifatycznego typu C18). Wysoka wartość stopnia obsadzenia powierzchni sorpcyjnej jest pożądaną cechą sorbentu (niekiedy, może być niekorzystna); Im większa powierzchnia sorpcyjna, a także im większy stopień obsadzenia grupami funkcyjnymi tej powierzchni, tym większa retencja, a także większa pojemność sorpcyjna, a więc lepsza przydatność sorbentu dla preparatywnego wykorzystania kolumny i najczęściej, także do zastosowań analitycznych. Niekiedy, jednak, sorbenty o bardzo wysokiej wartości powierzchni właściwej i o wysokim stopniu obsadzenia grupami aktywnymi na jednostkę powierzchni, charakteryzują się nieliniowością izotermy sorpcji i piki chromatograficzne, szczególnie substancji wykazujących wyższą retencję, są poszerzone i asymetryczne po stronie zstępującej. W warunkach chromatografii analitycznej są to niepożądane cechy. Pożądane są, więc, optymalne wartości w/w parametrów sorbentu, stosowanego jako wypełnienie kolumny. - Wielkość porów (w istocie, chodzi o średnią wielkość i zakres wielkości porów). Średnie wielkości porów sorbentów do HPLC mogą wynosić 50, 60, 80, 100, 120, 150, 200, 250, 300, 500, 1000, 2500, 5000, aż do A (1A = 0.1nm). Wielkość porów powinna być dostosowana do wielkości cząsteczek rozdzielanych substancji, tak, aby mogły one wnikać wewnątrz porów i wykorzystywać powierzchnię sorpcyjną do rozdzielania. Szczególne, pod tym względem wymagania, dotyczą chromatografii żelowej. Trzeba mieć świadomośc, że im większe pory wypełnienia kolumny, tym mniejsza powierzchnia właściwa sorbentu (a, więc, tym mniejsza retencja) oraz tym mniejsza odporność mechaniczna wypełnienia na mechaniczne oddziaływanie ciśnienia. Kolumny o wysokich wartościach wielkości porów mogą być wykorzystywane tylko przy ograniczonych ciśnieniach! Jednocześnie, jednak, im większe molekuły, albo cząstki podlegają rozdzielaniu, tym niższe są wartości ich współczynników dyfuzji w eluencie, i tym niższe optymalne wartości prędkości przepływu eluentu w kolumnie. W konsekwencji rozdzielanie substancji makromolekularnych wiąże się szybkim spadkiem sprawności rozdzielania ze wzrostem prędkości przepływu eluentu. Wówczas jest też szczególnie celowe podwyższanie temperatury podczas rozdzielnia (jeżeli makromolekuły są odporne na podwyższoną temperaturę).
14 - Średnia wielkość ziaren wypełnienia i rozkład wielkości ziaren. Im mniejsza wielkość ziaren wypełnienia kolumny i niewielka szerokość frakcji ziarnowej, tym sprawniejsza jest poprawnie wypełniona kolumna. Typowa wartość wielkości ziaren wypełnień analitycznych kolumn HPLC wynosi 5 mikrometrów. Stosowane są też kolumny wypełnione sorbentami o wielkości ziaren 7, 10, albo 3 mikrometry. W zastosowaniu dla proteomiki wykorzystuje się nawet wypełnienia o wielkości ziaren 1 mikrometr. Szczególnie niekorzystny jest nawet niewielki udział procentowy ziaren bardzo małych (dużo mniejszych od średniej wielkości ziaren wypełnienia kolumny). Powoduje znaczny wzrost oporów przepływu cieczy, obniżając jednocześnie sprawność kolumny. - Znaczenie praktyczne może mieć też kształt ziaren, gęstość materiału wypełnienia kolumny i jego podatność na elektryzowanie, zwilżalność, gęstość materiału wypełnienia. Ziarna kuliste dają wypełnienie o nieco lepszej sprawności niż ziarna nieregularne o tej samej średniej wielkości. Te właściwości materiału wypełnienia mają przede wszystkim znaczenie dla doboru warunków wypełniania kolumny. Niektóre mogą mieć znaczenie dla wykonywania przeliczeń, np. w celu powiększania skali rozdzielania. Temperatura rozdzielania w chromatografii cieczowej, wymagania wobec eluentu i składników eluentu W warunkach chromatografii elucyjnej w warunkach RP, NP, itd., z wyjątkiem chromatografii wykluczania, najczęściej retencja substancji spada ze wzrostem temperatury, a także pogarsza się selektywność rozdzielania. Wzrasta, natomiast sprawność układu. W konsekwencji, niekiedy jest celowe dobranie optymalnej temperatury rozdzielania. Eluent powinien być komponowany przede wszystkim z tych składników, które zapewniają wystarczającą selektywność układu chromatograficznego. Powinno się też przy wyborze eluentu uwzględniać też następujące, inne przesłanki: - Składniki eluentu muszą być wzajemnie mieszalne. Nie mogą chemicznie reagować ani wzajemnie z sobą, ani z fazą stacjonarną, ani z substancjami rozdzielanymi, wyłączając tworzenie par jonowych i inne zamierzone działania, wpływające na selektywność rozdzielania. Nie powinny też reagować z tymi materiałami konstrukcji aparatu chromatograficznego, które mają kontakt z eluentem. - Eluent powinien charakteryzować się możliwie niską lepkością, co wpływa na obniżenie ciśnienia pracy aparatu i zwiększenie okresu miedzy-naprawczego pompy oraz umożliwia stosowanie dłuższej kolumny, albo wypełnienia o mniejszych ziarnach. Jest też korzystne dla uzyskania wysokiej sprawności rozdzielania. Ze wzrostem lepkości eluentu, spadają też wartości współczynników dyfuzji, a stąd pogarsza się kinetyka wymiany masy w kolumnie i sprawność rozdzielania. - Szczególnie w warunkach preparatywnego wykorzystania chromatografii cieczowej, ale także w przypadku stosowania niektórych rodzajów detektorów (np. MS, albo LLSD, LC- FID), ważne znaczenie ma niskie ciepło parowania eluentu, niska temperatura wrzenia i nieobecność nielotnych substancji. - W przypadku wykorzystywania detektorów spektrofotometrycznych eluent nie powinien absorbować światła w tych zakresach długości fali, które będą wykorzystywane do detekcji.
15 Dotyczy to też innych cech eluentu, które mogą przeszkadzać w przypadku stosowania innego typu detektorów, np. niskiego przewodnictwa eluentu, w przypadku detektora konduktometrycznego, wysokiego potencjału red-ox składników eluentu w przypadku detektora elektrochemicznego. - Do eluentu dodaje się często różne dodatki, nierzadko w bardzo niskich stężeniach, aby w ten sposób zapewnić: tworzenie par jonowych, cofnięcie dysocjacji rozdzielanych substancji, redukcję zdzierania fazy stacjonarnej z kolumny, kompleksowanie jonów metali, które mogłyby bez tego wchodzić w reakcję ze składnikami analitu, obniżyć ryzyko denaturacji biopolimerów, albo sprzyjać ich renaturacji, czy też, umożliwić stosowanie tzw. odwróconej detekcji, albo do innych - rzadziej wykorzystywanych - celów. - W ostatnich latach zaczyna być wprowadzana tzw. chromatografia podkrytyczna w układach faz odwróconych, z zastosowaniem, jako eluentu - wody pod wysokim ciśnieniem i w wysokiej temperaturze, ponieważ odkryto, że woda wykazuje tym silniejsze właściwości lipofilowe im jej temperatura bardziej jest zbliżona do temperatury krytycznej. Umożliwia to rozdzielanie nisko-molekularnych organicznych analitów bardzo trwałych termicznie, z wykorzystaniem warunków układu faz odwróconych i detektora płomieniowo jonizacyjnego do chromatografii gazowej (GC-FID). Należy jednak mieć świadomość, że warunki chromatografii podkrytycznej są niezwykle niebezpieczne i zachowywać szczególną ostrożność w stosowaniu tego typu chromatografii. Inne zasady, mające znaczenie dla efektywnego stosowania chromatografii cieczowej - Nie powinno się dopuszczać do wyschnięcia kolumny. Może wówczas nastąpić pęknięcie wypełnienia nawet dobrze upakowanej kolumny (tak, jak pęka powierzchnia wysuszonego mułu), co zdecydowanie pogarsza sprawność rozdzielania i bez ponownego napełnienia kolumny problemu, najczęściej, nie daje się usunąć. - Kolumny nie powinno się poddawać mechanicznym udarom, ani w sposób gwałtowny obniżać ciśnienia eluentu. W przeciwnym razie może nastąpić osiadanie wypełnienia kolumny, pogorszenie profilu przepływu cieczy i obniżenie sprawności rozdzielania. - Próbka zawierająca zanieczyszczenia mechaniczne powinna przed dozowaniem do kolumny zostać przefiltrowana przez inertny filtr membranowy (np mikrometra). Nie powinna też ona zawierać substancji trwale sorbowanych na powierzchni wypełnienia kolumny. Stosowanie tzw. kolumn ochronnych - prekolumn w celu przeciwdziałania skutkom tego typu zanieczyszczeń jest dość mało skuteczne. Gdy próbka zawiera zanieczyszczenia mechaniczne kolumny ochronne trzeba bardzo często wymieniać. Gdy zawiera zanieczyszczenia trwale sorbowane na wypełnieniu - nie wiadomo, w którym momencie pojemność powierzchni sorpcyjnej kolumny ochronnej została przekroczona (kolumna ochronna została przebita ) i następuje już uszkadzanie powierzchni sorpcyjnej właściwej kolumny rozdzielczej. Obecność substancji trwale sorbowanych powoduje najczęściej systematyczny spadek retencji oznaczanych składników próbki (czasem wzrost retencji niektórych substancji), tym szybszy, im zawartość zanieczyszczeń w próbce jest wyższa. - Najkorzystniejszym rozpuszczalnikiem substancji dozowanych do kolumny HPLC jest eluent, albo ciecz o składzie odpowiadającym początkowemu składowi eluentu w warunkach elucji gradientowej. Stosowanie rozpuszczalnika o mniejszej sile elucyjnej, jest korzystne w warunkach analizy śladowej. Dozuje się wtedy dużą objętość próbki i wykorzystuje efekt
16 zwężenia pasma analitu na wlocie do kolumny. Dozowanie próbki rozpuszczonej w cieczy o wyższej sile elucyjnej od eluentu jest niekorzystne, szczególnie, gdy objętość dozowanej próbki jest względnie wysoka. Powoduje to zmniejszenie retencji, rozdzielanych substancji, szczególnie tych, które są słabo sorbowane oraz inne problemy. Stosowanie cieczy o znacznie wyższej sile elucyjnej od eluentu w roli rozpuszczalnika próbki, jest uzasadnione tylko wówczas, gdy analizowane substancje nie rozpuszczają się w eluencie. Należy, jednak, dozować jak najmniejszą objętość jak najbardziej rozcieńczonej próbki. - Należy przestrzegać zaleceń producenta kolumny, zarówno, co do granicznych wartości ph eluentu, jaki i co do składników eluentu, których nie należy stosować w przypadku określonego typu wypełnienia kolumny. W przeciwnym razie można trwale uszkodzić kolumnę (np. spowodować hydrolizę chemicznie związanej fazy stacjonarnej i jej zdjęcie z powierzchni nośnika, albo np. trwałe skurczenie się ziaren wypełnienia, albo trwałe ich spęcznienie, czy też rozpuszczenie w eluencie). Najczęściej w takich przypadkach kolumna jest już nieprzydatna i konieczna jest jej wymiana na nową.
CHROMATOGRAFIA W UKŁADACH FAZ ODWRÓCONYCH RP-HPLC
CHROMATOGRAFIA W UKŁADACH FAZ ODWRÓCONYCH RP-HPLC MK-EG-AS Wydział Chemiczny Politechniki Gdańskiej Gdańsk 2009 Chromatograficzne układy faz odwróconych (RP) Potocznie: Układy chromatograficzne, w których
Bardziej szczegółowo-- w części przypomnienie - Gdańsk 2010
Chromatografia cieczowa jako technika analityki, przygotowania próbek, wsadów do rozdzielania, technika otrzymywania grup i czystych substancji Cz. 4. --mechanizmy retencji i selektywności -- -- w części
Bardziej szczegółowoCz. 5. Podstawy instrumentalizacji chromatografii. aparatura chromatograficzna w skali analitycznej i modelowej - -- w części przypomnienie -
Chromatografia cieczowa jako technika analityki, przygotowania próbek, wsadów do rozdzielania, technika otrzymywania grup i czystych substancji Cz. 5. Podstawy instrumentalizacji chromatografii aparatura
Bardziej szczegółowoChromatografia kolumnowa planarna
Chromatografia kolumnowa planarna Znaczenie chromatografii w analizie i monitoringu środowiska lotne zanieczyszczenia organiczne (alifatyczne, aromatyczne) w powietrzu, glebie, wodzie Mikrozanieczyszczenia
Bardziej szczegółowoPytania z Wysokosprawnej chromatografii cieczowej
Pytania z Wysokosprawnej chromatografii cieczowej 1. Jak wpłynie 50% dodatek MeOH do wody na retencję kwasu propionowego w układzie faz odwróconych? 2. Jaka jest kolejność retencji kwasów mrówkowego, octowego
Bardziej szczegółowoRP WPROWADZENIE. M. Kamiński PG WCh Gdańsk Układy faz odwróconych RP-HPLC, RP-TLC gdy:
RP WPRWADZENIE M. Kamiński PG WCh Gdańsk 2013 Układy faz odwróconych RP-HPLC, RP-TLC gdy: Nisko polarna (hydrofobowa) faza stacjonarna, względnie polarny eluent, składający się z wody i dodatku organicznego;
Bardziej szczegółowoProf. dr hab. inż. M. Kamiński 2006/7 Katedra Chemii Analitycznej Wydział Chemiczny PG. Ćwiczenie: LC / GC. Instrukcja ogólna
Prof. dr hab. inż. M. Kamiński 2006/7 Katedra Chemii Analitycznej Wydział Chemiczny PG Przedmiot: Chemia analityczna Instrukcje ćwiczeń laboratoryjnych Ćwiczenie: LC / GC Instrukcja ogólna Uzupełniający
Bardziej szczegółowoTechniki Rozdzielania Mieszanin
Techniki Rozdzielania Mieszanin Techniki Sorpcji i Chromatografii cz. I prof. dr hab. inż. Marian Kamiński Gdańsk 2010 Chromatografia cieczowa jako technika analityki, przygotowania próbek, wsadów do rozdzielania,
Bardziej szczegółowoPORÓWNANIE FAZ STACJONARNYCH STOSOWANYCH W HPLC
PORÓWNANIE FAZ STACJONARNYCH STOSOWANYCH W HPLC Instrukcja do ćwiczeń opracowana w Katedrze Chemii Środowiska Uniwersytetu Łódzkiego 1. Wstęp Chromatografia jest techniką umożliwiającą rozdzielanie składników
Bardziej szczegółowoChromatografia. Chromatografia po co? Zastosowanie: Podstawowe rodzaje chromatografii. Chromatografia cienkowarstwowa - TLC
Chromatografia Chromatografia cienkowarstwowa - TLC Chromatografia po co? Zastosowanie: oczyszczanie wydzielanie analiza jakościowa analiza ilościowa Chromatogram czarnego atramentu Podstawowe rodzaje
Bardziej szczegółowoGraŜyna Chwatko Zakład Chemii Środowiska
Chromatografia podstawa metod analizy laboratoryjnej GraŜyna Chwatko Zakład Chemii Środowiska Chromatografia gr. chromatos = barwa grapho = pisze Michaił Siemionowicz Cwiet 2 Chromatografia jest metodą
Bardziej szczegółowoROZDZIELENIE OD PODSTAW czyli wszystko (?) O KOLUMNIE CHROMATOGRAFICZNEJ
ROZDZIELENIE OD PODSTAW czyli wszystko (?) O KOLUMNIE CHROMATOGRAFICZNEJ Prof. dr hab. inż. Agata Kot-Wasik Katedra Chemii Analitycznej Wydział Chemiczny, Politechnika Gdańska agawasik@pg.gda.pl ROZDZIELENIE
Bardziej szczegółowoPodstawy chromatografii i technik elektromigracyjnych / Zygfryd Witkiewicz, Joanna Kałużna-Czaplińska. wyd. 6-1 w PWN. Warszawa, cop.
Podstawy chromatografii i technik elektromigracyjnych / Zygfryd Witkiewicz, Joanna Kałużna-Czaplińska. wyd. 6-1 w PWN. Warszawa, cop. 2017 Spis treści Przedmowa 11 1. Wprowadzenie 13 1.1. Krótka historia
Bardziej szczegółowoKolumnowa Chromatografia Cieczowa I. 1. Czym różni się (z punktu widzenia użytkownika) chromatografia gazowa od chromatografii cieczowej?
Kolumnowa Chromatografia Cieczowa I 1. Czym różni się (z punktu widzenia użytkownika) chromatografia gazowa od chromatografii cieczowej? 2. Co jest miarą polarności rozpuszczalników w chromatografii cieczowej?
Bardziej szczegółowoPodstawy chromatografii i technik elektromigracyjnych / Zygfryd Witkiewicz, Joanna Kałużna-Czaplińska. wyd. 5, 4 dodr. Warszawa, 2015.
Podstawy chromatografii i technik elektromigracyjnych / Zygfryd Witkiewicz, Joanna Kałużna-Czaplińska. wyd. 5, 4 dodr. Warszawa, 2015 Spis treści Przedmowa 11 1. Wprowadzenie 13 1.1. Krótka historia chromatografii
Bardziej szczegółowomasy cząsteczkowej polimerów nisko i średnio polarnych, a także lipidów, fosfolipidów itp.. silanizowanyżel krzemionkowy
CHROMATOGRAFIA WYKLUCZANIA (dawniej ŻELOWA PC/SEC) Układy chromatograficzne typu GPC / SEC 1. W warunkach nie-wodnych - eluenty: THF, dioksan, czerochloroetylen, chlorobenzen, ksylen; fazy stacjonarne:
Bardziej szczegółowoWpływ ilości modyfikatora na współczynnik retencji w technice wysokosprawnej chromatografii cieczowej
Wpływ ilości modyfikatora na współczynnik retencji w technice wysokosprawnej chromatografii cieczowej WPROWADZENIE Wysokosprawna chromatografia cieczowa (HPLC) jest uniwersalną techniką analityczną, stosowaną
Bardziej szczegółowo3. Jak zmienią się właściwości żelu krzemionkowego jako fazy stacjonarnej, jeśli zwiążemy go chemicznie z grupą n-oktadecylodimetylosililową?
1. Chromatogram gazowy, na którym widoczny był sygnał toluenu (t w =110 C), otrzymany został w następujących warunkach chromatograficznych: - kolumna pakowana o wymiarach 48x0,25 cala (podaj długość i
Bardziej szczegółowoOZNACZENIE JAKOŚCIOWE I ILOŚCIOWE w HPLC
OZNACZENIE JAKOŚCIOWE I ILOŚCIOWE w HPLC prof. Marian Kamiński Wydział Chemiczny, Politechnika Gdańska CEL Celem rozdzielania mieszaniny substancji na poszczególne składniki, bądź rozdzielenia tylko wybranych
Bardziej szczegółowoInstrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych
UNIWERSYTET GDAŃSKI WYDZIAŁ CHEMII Pracownia studencka Katedra Analizy Środowiska Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych Ćwiczenie nr 2 OPTYMALIZACJA ROZDZIELANIA MIESZANINY WYBRANYCH FARMACEUTYKÓW METODĄ
Bardziej szczegółowoTechniki immunochemiczne. opierają się na specyficznych oddziaływaniach między antygenami a przeciwciałami
Techniki immunochemiczne opierają się na specyficznych oddziaływaniach między antygenami a przeciwciałami Oznaczanie immunochemiczne RIA - ( ang. Radio Immuno Assay) techniki radioimmunologiczne EIA -
Bardziej szczegółowoWPŁYW ILOŚCI MODYFIKATORA NA WSPÓŁCZYNNIK RETENCJI W TECHNICE WYSOKOSPRAWNEJ CHROMATOGRAFII CIECZOWEJ
WPŁYW ILOŚCI MODYFIKATORA NA WSPÓŁCZYNNIK RETENCJI W TECHNICE WYSOKOSPRAWNEJ CHROMATOGRAFII CIECZOWEJ Wprowadzenie Wysokosprawna chromatografia cieczowa (HPLC) jest uniwersalną technika analityczną, stosowaną
Bardziej szczegółowoKontrola produktu leczniczego. Piotr Podsadni
Kontrola produktu leczniczego Piotr Podsadni Kontrola Kontrola - sprawdzanie czegoś, zestawianie stanu faktycznego ze stanem wymaganym. Zakres czynności sprawdzający zapewnienie jakości. Jakość to stopień,
Bardziej szczegółowoJakościowe i ilościowe oznaczanie alkoholi techniką chromatografii gazowej
Jakościowe i ilościowe oznaczanie alkoholi techniką chromatografii gazowej Instrukcja do ćwiczeń opracowana w Katedrze Chemii Środowiska Uniwersytetu Łódzkiego. 1. Wstęp teoretyczny Zagadnienie rozdzielania
Bardziej szczegółowoCHROMATOGRAFIA WYKLUCZANIA (dawniej żelowa GPC/SEC) prof. M. Kamiński WCh-PG Gdańsk, 2018
CHROMATOGRAFIA WYKLUCZANIA (dawniej żelowa GPC/SEC) prof. M. Kamiński WCh-PG Gdańsk, 2018 Zastosowania chromatografii wykluczania GPC/SEC - Badanie rozkładu masy molekularnej różnego typu materiałów polimerów
Bardziej szczegółowoRP WPROWADZENIE. M. Kamioski PG WCh Gdaosk 2013
RP WPRWADZENIE M. Kamioski PG WCh Gdaosk 2013 Fazy stacjonarne w RP-HPLC / RP-HPTLC CN, cyklodekstryny, - głównie substancje średnio polarne i polarne metabolity, organiczne składniki ścieków i inne Zestawienie
Bardziej szczegółowoPytania z Chromatografii Cieczowej
Pytania z Chromatografii Cieczowej 1. Podaj podstawowe różnice, z punktu widzenia użytkownika, między chromatografią gazową a cieczową (podpowiedź: (i) porównaj możliwości wpływu przez chromatografistę
Bardziej szczegółowoChromatogramy Załącznik do instrukcji z Technik Rozdzielania Mieszanin
Chromatogramy Załącznik do instrukcji z Technik Rozdzielania Mieszanin Badania dotyczące dobrania wypełnienia o odpowiednim zakresie wielkości porów, zapewniających wnikanie wszystkich molekuł warunki
Bardziej szczegółowoMetody chromatograficzne w chemii i biotechnologii, wykład 6. Łukasz Berlicki
Metody chromatograficzne w chemii i biotechnologii, wykład 6 Łukasz Berlicki Techniki elektromigracyjne Elektroforeza technika analityczna polegająca na rozdzielaniu mieszanin związków przez wymuszenie
Bardziej szczegółowoZakres zastosowań chromatografii wykluczania
Zakres zastosowań chromatografii wykluczania CHROMATOGRAFIA WYKLUCZANIA (dawniej żelowa PC/SEC) prof. M. Kamiński WCh-PG Gdańsk, 2013 - Badanie rozkładu masy molekularnej różnego typu materiałów polimerów
Bardziej szczegółowoFazą ruchomą może być gaz, ciecz lub ciecz w stanie nadkrytycznym, a fazą nieruchomą ciało stałe lub ciecz.
Chromatografia jest to metoda fizykochemicznego rozdziału składników mieszaniny związków w wyniku ich różnego podziału pomiędzy fazę ruchomą a nieruchomą. Fazą ruchomą może być gaz, ciecz lub ciecz w stanie
Bardziej szczegółowoInstrukcja ćwiczenia laboratoryjnego HPLC-2 Nowoczesne techniki analityczne
Instrukcja ćwiczenia laboratoryjnego HPLC-2 Nowoczesne techniki analityczne 1) OZNACZANIE ROZKŁADU MASY CZĄSTECZKOWEJ POLIMERÓW Z ASTOSOWANIEM CHROMATOGRAFII ŻELOWEJ; 2) PRZYGOTOWANIE PRÓBKI Z ZASTOSOWANIEM
Bardziej szczegółowoOZNACZANIE ŻELAZA METODĄ SPEKTROFOTOMETRII UV/VIS
OZNACZANIE ŻELAZA METODĄ SPEKTROFOTOMETRII UV/VIS Zagadnienia teoretyczne. Spektrofotometria jest techniką instrumentalną, w której do celów analitycznych wykorzystuje się przejścia energetyczne zachodzące
Bardziej szczegółowoChromatografia. Chromatografia po co? Zastosowanie: Optymalizacja eluentu. Chromatografia kolumnowa. oczyszczanie. wydzielanie. analiza jakościowa
Chromatografia Chromatografia kolumnowa Chromatografia po co? Zastosowanie: oczyszczanie wydzielanie Chromatogram czarnego atramentu analiza jakościowa analiza ilościowa Optymalizacja eluentu Optimum 0.2
Bardziej szczegółowoMetody chromatograficzne w chemii i biotechnologii, wykład 3. Łukasz Berlicki
Metody chromatograficzne w chemii i biotechnologii, wykład 3 Łukasz Berlicki Rozdział chromatograficzny Przepływ Faza ruchoma mieszanina Faza stacjonarna Chromatografia cieczowa adsorbcyjna Faza stacjonarna:
Bardziej szczegółowoInstrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych
UNIWERSYTET GDAŃSKI Pracownia studencka Katedry Analizy Środowiska Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych Ćwiczenie nr 2 Oznaczanie benzoesanu denatonium w skażonym alkoholu etylowym metodą wysokosprawnej
Bardziej szczegółowoSPECJALNE TECHNIKI ROZDZIELANIA W BIOTECHNOLOGII. Laboratorium nr1 CHROMATOGRAFIA ODDZIAŁYWAŃ HYDROFOBOWYCH
SPECJALNE TECHNIKI ROZDZIELANIA W BIOTECHNOLOGII Laboratorium nr1 CHROMATOGRAFIA ODDZIAŁYWAŃ HYDROFOBOWYCH Opracowała: dr inż. Renata Muca I. WPROWADZENIE TEORETYCZNE Chromatografia oddziaływań hydrofobowych
Bardziej szczegółowoPraca objętościowa - pv (wymiana energii na sposób pracy) Ciepło reakcji Q (wymiana energii na sposób ciepła) Energia wewnętrzna
Energia - zdolność danego układu do wykonania dowolnej pracy. Potencjalna praca, którą układ może w przyszłości wykonać. Praca wykonana przez układ jak i przeniesienie energii może manifestować się na
Bardziej szczegółowoIlościowa analiza mieszaniny alkoholi techniką GC/FID
Ilościowa analiza mieszaniny alkoholi techniką GC/FID WPROWADZENIE Pojęcie chromatografii obejmuje grupę metod separacji substancji, w których występują diw siły: siła powodująca ruch cząsteczek w określonym
Bardziej szczegółowoTechnik sorpcji i chromatografii to także techniki przygotowania wsadu do rozdzielania / próbki do analizy
Chromatografia cieczowa jako technika rozdzielania, oczyszczania, otrzymywania czystych substancji / grup substancji, a także analityki technicznej i kontroli jakości -- podstawy HPLC/TLC/PLC prof. dr
Bardziej szczegółowoSonochemia. Schemat 1. Strefy reakcji. Rodzaje efektów sonochemicznych. Oscylujący pęcherzyk gazu. Woda w stanie nadkrytycznym?
Schemat 1 Strefy reakcji Rodzaje efektów sonochemicznych Oscylujący pęcherzyk gazu Woda w stanie nadkrytycznym? Roztwór Znaczne gradienty ciśnienia Duże siły hydrodynamiczne Efekty mechanochemiczne Reakcje
Bardziej szczegółowoŚlesin, 29 maja 2019 XXV Sympozjum Analityka od podstaw
1 WYMAGANIA STAWIANE KOLUMNIE CHROMATOGRAFICZNEJ w chromatografii cieczowej Prof. dr hab. inż. Agata Kot-Wasik Katedra Chemii Analitycznej Wydział Chemiczny, Politechnika Gdańska agawasik@pg.edu.pl 2 CHROMATOGRAF
Bardziej szczegółowo4A. Chromatografia adsorpcyjna... 1 4B. Chromatografia podziałowa... 3 4C. Adsorpcyjne oczyszczanie gazów... 5
Wykonanie ćwiczenia 4A. Chromatografia adsorpcyjna... 1 4B. Chromatografia podziałowa... 3 4C. Adsorpcyjne oczyszczanie gazów... 5 4A. Chromatografia adsorpcyjna Stanowisko badawcze składa się z: butli
Bardziej szczegółowoIdentyfikacja alkoholi techniką chromatografii gazowej
Identyfikacja alkoholi techniką chromatografii gazowej Instrukcja do ćwiczeń opracowana w Katedrze Chemii Środowiska Uniwersytetu Łódzkiego. 1. Wstęp teoretyczny Zagadnienie rozdzielania mieszanin związków
Bardziej szczegółowoOPTYMALIZACJA EFEKTÓW ROZDZIELANIA W KOLUMNACH KAPILARNYCH DOBÓR PRĘDKOŚCI PRZEPŁYWU GAZU
OPTYMALIZACJA EFEKTÓW ROZDZIELANIA W KOLUMNACH KAPILARNYCH DOBÓR PRĘDKOŚCI PRZEPŁYWU GAZU 1. WPROWADZENIE W czasie swej wędrówki wzdłuż kolumny pasmo chromatograficzne ulega poszerzeniu, co jest zjawiskiem
Bardziej szczegółowoEgzamin z Technik Rozdzielania Mieszanin - Termin III
Wersja z odpowiedziami Gdańsk, 04..204 Imię i nazwisko Nr Indeksu Egzamin z Technik Rozdzielania Mieszanin - Termin III Proszę dokładnie czytać polecenia. Należy obwieść okręgiem poprawne alternatywy,
Bardziej szczegółowoCHROMATOGRAFIA JONOWYMIENNA
CHROMATOGRAFIA JONOWYMIENNA (IExchC) / JONOWA (IC) - SKRÓT ZASAD - Zastosowanie: rozdzielanie i oznaczanie nieorganicznych, albo organicznych kationów, albo/i anionów, w tym, kwasów karboksylowych, hydroksy-kwasów,
Bardziej szczegółowoZastosowanie chromatografii żelowej w skali preparatywnej do otrzymywania niskodyspersyjnych
Prof. dr hab. inż. Marian Kamiński PG, Wydział Chemiczny.10.05. Instrukcje ćwiczeń laboratoryjnych Techniki rozdzielania Zastosowanie chromatografii żelowej w skali preparatywnej do otrzymywania niskodyspersyjnych
Bardziej szczegółowoOFERTA TEMATÓW PROJEKTÓW DYPLOMOWYCH (MAGISTERSKICH) do zrealizowania w Katedrze INŻYNIERII CHEMICZNEJ I PROCESOWEJ
OFERTA TEMATÓW PROJEKTÓW DYPLOMOWYCH (MAGISTERSKICH) do zrealizowania w Katedrze INŻYNIERII CHEMICZNEJ I PROCESOWEJ Badania kinetyki utleniania wybranych grup związków organicznych podczas procesów oczyszczania
Bardziej szczegółowo5. WYZNACZENIE KRZYWEJ VAN DEEMTER a I WSPÓŁCZYNNIKA ROZDZIELENIA DLA KOLUMNY CHROMATOGRAFICZNEJ
5. WYZNACZENIE KRZYWEJ VAN DEEMTER a I WSPÓŁCZYNNIKA ROZDZIELENIA DLA KOLUMNY CHROMATOGRAFICZNEJ Opracował: Krzysztof Kaczmarski I. WPROWADZENIE Sprawność kolumn chromatograficznych określa się liczbą
Bardziej szczegółoworodzajach chromatografii cieczowej w związku ze wszczętym na
Katedra Chemii Analitycznej Wydział Chemiczny, Politechnika Gdańska, ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk tel. 058 347 10 10 Kierownik Katedry 058 347 19 10 Sekretariat 058 347 21 10 Laboratorium fax.
Bardziej szczegółowoWysokosprawna chromatografia cieczowa w analizie jakościowej i ilościowej
Wysokosprawna chromatografia cieczowa w analizie jakościowej i ilościowej W analizie ilościowej z zastosowaniem techniki HPLC wykorzystuje się dwa możliwe schematy postępowania: kalibracja zewnętrzna sporządzenie
Bardziej szczegółowoJakościowa i ilościowa analiza mieszaniny alkoholi techniką chromatografii gazowej
Jakościowa i ilościowa analiza mieszaniny alkoholi techniką chromatografii gazowej WPROWADZENIE Pojęcie chromatografii obejmuje grupę metod separacji substancji, w których występują diw siły: siła powodująca
Bardziej szczegółowoIdentyfikacja węglowodorów aromatycznych techniką GC-MS
Identyfikacja węglowodorów aromatycznych techniką GC-MS Instrukcja do ćwiczeń opracowana w Katedrze Chemii Środowiska Uniwersytetu Łódzkiego. 1.Wstęp teoretyczny Zagadnienie rozdzielania mieszanin związków
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 1 Analiza jakościowa w chromatografii gazowej Wstęp
Pracownia dyplomowa III rok Ochrona Środowiska Licencjat (OŚI) Ćwiczenie 1 Analiza jakościowa w chromatografii gazowej Wstęp Chromatografia jest metodą fizykochemiczną metodą rozdzielania składników jednorodnych
Bardziej szczegółowo1.Wstęp. Ćwiczenie nr 9 Zatężanie z wody związków organicznych techniką SPE (solid phase extraction)
1.Wstęp Ćwiczenie nr 9 Zatężanie z wody związków organicznych techniką SPE (solid phase extraction) W analizie mikrośladowych ilości związków organicznych w wodzie bardzo ważny jest etap wstępny, tj. etap
Bardziej szczegółowoJolanta Jaroszewska-Manaj 1. i identyfikacji związków organicznych. Jolanta Jaroszewska-Manaj 2
Jolanta Jaroszewska-Manaj 1 1 Chromatograficzne metody rozdzielania i identyfikacji związków organicznych Jolanta Jaroszewska-Manaj 2 Jolanta Jaroszewska-Manaj 3 Jolanta Jaroszewska-Manaj 4 Jolanta Jaroszewska-Manaj
Bardziej szczegółowoPodstawowe prawa opisujące właściwości gazów zostały wyprowadzone dla gazu modelowego, nazywanego gazem doskonałym (idealnym).
Spis treści 1 Stan gazowy 2 Gaz doskonały 21 Definicja mikroskopowa 22 Definicja makroskopowa (termodynamiczna) 3 Prawa gazowe 31 Prawo Boyle a-mariotte a 32 Prawo Gay-Lussaca 33 Prawo Charlesa 34 Prawo
Bardziej szczegółowo4. WYZNACZENIE IZOTERMY ADSORPCJI METODĄ ECP
4. WYZNACZENIE IZOTERMY ADSORPCJI METODĄ ECP Opracował: Krzysztof Kaczmarski I. WPROWADZENIE W chromatografii adsorpcyjnej rozdzielanie mieszanin jest uwarunkowane różnym powinowactwem adsorpcyjnym składników
Bardziej szczegółowoKryteria oceniania z chemii kl VII
Kryteria oceniania z chemii kl VII Ocena dopuszczająca -stosuje zasady BHP w pracowni -nazywa sprzęt laboratoryjny i szkło oraz określa ich przeznaczenie -opisuje właściwości substancji używanych na co
Bardziej szczegółowoZjawiska powierzchniowe
Zjawiska powierzchniowe Adsorpcja Model Langmuira Model BET 1 Zjawiska powierzchniowe Adsorpcja Proces gromadzenia się substancji z wnętrza fazy na granicy międzyfazowej; Wynika z tego, że w obszarze powierzchniowym
Bardziej szczegółowoHPLC? HPLC cz.1. Analiza chromatograficzna. Klasyfikacja metod chromatograficznych
HPLC cz.1 ver. 1.0 Literatura: 1. Witkiewicz Z. Podstawy chromatografii 2. Szczepaniak W., Metody instrumentalne w analizie chemicznej 3. Snyder L.R., Kirkland J.J., Glajch J.L. Practical HPLC Method Development
Bardziej szczegółowoWysokosprawna chromatografia cieczowa dobór warunków separacji wybranych związków
Wysokosprawna chromatografia cieczowa dobór warunków separacji wybranych związków Instrukcja do ćwiczeń opracowana w Katedrze Chemii Środowiska Uniwersytetu Łódzkiego Opis programu do ćwiczeń Po włączeniu
Bardziej szczegółowo8. CHROMATOGRAFIA CIENKOWARSTWOWA
8. CHROMATOGRAFIA CIENKOWARSTWOWA opracował: Wojciech Zapała I. WPROWADZENIE Chromatografia cieczowa naleŝy do najwaŝniejszych metod analizy mieszanin róŝnorodnych związków chemicznych. Polega ona na zróŝnicowanej
Bardziej szczegółowoANALIZA ŚLADOWYCH ZANIECZYSZCZEŃ ŚRODOWISKA I ROK OŚ II
ANALIZA ŚLADOWYCH ZANIECZYSZCZEŃ ŚRODOWISKA I ROK OŚ II Ćwiczenie 1 Przygotowanie próbek do oznaczania ilościowego analitów metodami wzorca wewnętrznego, dodatku wzorca i krzywej kalibracyjnej 1. Wykonanie
Bardziej szczegółowoWYMAGANIA EDUKACYJNE
GIMNAZJUM NR 2 W RYCZOWIE WYMAGANIA EDUKACYJNE niezbędne do uzyskania poszczególnych śródrocznych i rocznych ocen klasyfikacyjnych z CHEMII w klasie II gimnazjum str. 1 Wymagania edukacyjne niezbędne do
Bardziej szczegółowoMATERIAŁY DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH - CHROMATOGRAFIA JONOWA
MATERIAŁY DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH - CHROMATOGRAFIA JONOWA mgr inż. Malwina Diduch mgr inż. Ewa Olkowska 1. WPROWADZENIE Termin chromatografia obejmuje wiele technik fizykochemicznych ogólnie zdefiniowanych
Bardziej szczegółowoCHROMATOGRAFIA CHROMATOGRAFIA GAZOWA
CHROMATOGRAFIA CHROMATOGRAFIA GAZOWA CHROMATOGRAFIA GAZOWA Chromatografia jest fizycznym sposobem rozdzielania gdzie rozdzielane składniki rozłożone są między dwiema fazami, Z których: jedna jest nieruchoma
Bardziej szczegółowoWarunki izochoryczno-izotermiczne
WYKŁAD 5 Pojęcie potencjału chemicznego. Układy jednoskładnikowe W zależności od warunków termodynamicznych potencjał chemiczny substancji czystej definiujemy następująco: Warunki izobaryczno-izotermiczne
Bardziej szczegółowoInstrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych - ćwiczenie nr 2. przedmiot: Metody Analizy Technicznej kierunek studiów: Technologia Chemiczna, 3-ci rok
Oznaczanie wybranych parametrów fizykochemicznych i technicznych materiałów / strumieni procesowych lepkości kinematycznej i dynamicznej, temperatury zapłonu, rozkładu granulometrycznego, łamliwości, wilgotności
Bardziej szczegółowoCHROMATOGRAFIA GAZOWA (GC)
UNIWERSYTET GDAŃSKI WYDZIAŁ CHEMII Katedra Analizy Środowiska CHROMATOGRAFIA GAZOWA (GC) Gdańsk 2007 GC - chromatografia gazowa 2 1. Wprowadzenie do chromatografii gazowej Chromatografia jest fizykochemiczną
Bardziej szczegółowoWykład 2. Anna Ptaszek. 7 października Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego. Chemia fizyczna - wykład 2. Anna Ptaszek 1 / 1
Wykład 2 Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego 7 października 2015 1 / 1 Zjawiska koligatywne Rozpuszczenie w wodzie substancji nielotnej powoduje obniżenie prężności pary nasyconej P woda
Bardziej szczegółowoRepetytorium z wybranych zagadnień z chemii
Repetytorium z wybranych zagadnień z chemii Mol jest to liczebność materii występująca, gdy liczba cząstek (elementów) układu jest równa liczbie atomów zawartych w masie 12 g węgla 12 C (równa liczbie
Bardziej szczegółowoHPLC_UPLC_PLC. Aparatura / problemy z aparaturą / sposoby ich eliminacji, minimalizacji (bez detekcji) 2/9/2014
HPLC_UPLC_PLC Aparatura / problemy z aparaturą / sposoby ich eliminacji, minimalizacji (bez detekcji) M. Kaminski Wiedzieć jaka jest przyczyna problemu, to najczęściej - potrafić samemu sobie poradzić
Bardziej szczegółowoInżynieria Środowiska
ROZTWORY BUFOROWE Roztworami buforowymi nazywamy takie roztwory, w których stężenie jonów wodorowych nie ulega większym zmianom ani pod wpływem rozcieńczania wodą, ani pod wpływem dodatku nieznacznych
Bardziej szczegółowoProf. dr hab. inż. M. Kamiński aktualizacja : Techniki rozdzielania mieszanin w biotechnologii zagadnienia, pytania
Prof. dr hab. inż. M. Kamiński aktualizacja : 6-12-2010 Techniki rozdzielania mieszanin w biotechnologii zagadnienia, pytania 1. Zakresy zastosowań technik rozdzielania do przygotowania próbek / wsadów
Bardziej szczegółowoMetody chromatograficzne w chemii i biotechnologii, wykład 5. Łukasz Berlicki
Metody chromatograficzne w chemii i biotechnologii, wykład 5 Łukasz Berlicki Chromatografia cieczowa adsorbcyjna Faza stacjonarna: Ciało stałe -> chromatografia adsorbcyjna Faza ruchoma: Ciecz -> chromatografia
Bardziej szczegółowoBADANIE ZAWARTOŚCI WIELOPIERŚCIENIOWYCH WĘGLOWODORÓW AROMATYCZNYCH (OZNACZANIE ANTRACENU W PRÓBKACH GLEBY).
BADANIE ZAWARTOŚCI WIELOPIERŚCIENIOWYCH WĘGLOWODORÓW AROMATYCZNYCH (OZNACZANIE ANTRACENU W PRÓBKACH GLEBY). Wprowadzenie: Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) to grupa związków zawierających
Bardziej szczegółowoTermodynamika fazy powierzchniowej Zjawisko sorpcji Adsorpcja fizyczna: izoterma Langmuira oraz BET Zjawiska przylegania
ermodynamika zjawisk powierzchniowych 3.6.1. ermodynamika fazy powierzchniowej 3.6.2. Zjawisko sorpcji 3.6.3. Adsorpcja fizyczna: izoterma Langmuira oraz BE 3.6.4. Zjawiska przylegania ZJAWISKA PWIERZCHNIWE
Bardziej szczegółowoBADANIA WŁAŚCIWOŚCI LIPOFILOWYCH ZWIĄZKÓW PRZECIWUTLENIAJĄCYCH
BADANIA WŁAŚCIWOŚCI LIPOFILOWYCH ZWIĄZKÓW PRZECIWUTLENIAJĄCYCH Katedra Chemii Analitycznej, Wydział Chemiczny Tomasz Chmiel, Agata Kot-Wasik, Jacek Namieśnik Gdańsk 03.11.2017 Lipofilowość definicja IUPAC*
Bardziej szczegółowoKlasyfikacja procesów membranowych. Magdalena Bielecka Agnieszka Janus
Klasyfikacja procesów membranowych Magdalena Bielecka Agnieszka Janus 1 Co to jest membrana Jest granica pozwalająca na kontrolowany transport jednego lub wielu składników z mieszanin ciał stałych, ciekłych
Bardziej szczegółowoWYZNACZANIE ZAKRESU WYKLUCZANIA DLA WYPEŁNIEŃ STOSOWANYCH W WYSOKOSPRAWNEJ CHROMATOGRAFII WYKLUCZANIA (HPSEC)
WYZNACZANIE ZAKRESU WYKLUCZANIA DLA WYPEŁNIEŃ STOSOWANYCH W WYSOKOSPRAWNEJ CHROMATOGRAFII WYKLUCZANIA (HPSEC) 1. Wprowadzenie Chromatografia wykluczania (Size-Exclusion Chromatography (SEC)), zwana również
Bardziej szczegółowoAdsorpcyjne oczyszczanie gazów z zanieczyszczeń związkami organicznymi
Pracownia: Utylizacja odpadów i ścieków dla MSOŚ Instrukcja ćwiczenia nr 17 Adsorpcyjne oczyszczanie gazów z zanieczyszczeń związkami organicznymi Uniwersytet Warszawski Wydział Chemii Zakład Dydaktyczny
Bardziej szczegółowochemia wykład 3 Przemiany fazowe
Przemiany fazowe Przemiany fazowe substancji czystych Wrzenie, krzepnięcie, przemiana grafitu w diament stanowią przykłady przemian fazowych, które zachodzą bez zmiany składu chemicznego. Diagramy fazowe
Bardziej szczegółowoZAKŁAD CHEMII ANALITYCZNEJ
ZAKŁAD CHEMII ANALITYCZNEJ Chemia analityczna I E 105 30 75 II 8 Chemia analityczna II E 105 30 75 III 7 Chromatografia II Zal/o 30 30 2 Elektroanaliza I Zal/o 45 15 30 285 105 180 Chemia analityczna I
Bardziej szczegółoworelacje ilościowe ( masowe,objętościowe i molowe ) dotyczące połączeń 1. pierwiastków w związkach chemicznych 2. związków chemicznych w reakcjach
1 STECHIOMETRIA INTERPRETACJA ILOŚCIOWA ZJAWISK CHEMICZNYCH relacje ilościowe ( masowe,objętościowe i molowe ) dotyczące połączeń 1. pierwiastków w związkach chemicznych 2. związków chemicznych w reakcjach
Bardziej szczegółowodr hab. inż. Józef Haponiuk Katedra Technologii Polimerów Wydział Chemiczny PG
2. METODY WYZNACZANIA MASY MOLOWEJ POLIMERÓW dr hab. inż. Józef Haponiuk Katedra Technologii Polimerów Wydział Chemiczny PG Politechnika Gdaoska, 2011 r. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej
Bardziej szczegółowoWysokosprawna chromatografia cieczowa instrukcja do ćwiczenia.
Wysokosprawna chromatografia cieczowa instrukcja do ćwiczenia. Dr inż. Andrzej Wasik, Katedra Chemii Analitycznej, Wydział Chemiczny, Politechnika Gdańska wasia@chem.pg.gda.pl Instrukcja dostępna on-line
Bardziej szczegółowoInstrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych
UNIWERSYTET GDAŃSKI WYDZIAŁ CHEMII Pracownia studencka Katedra Analizy Środowiska Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych Ćwiczenie nr 1 CHROMATOGRAFIA GAZOWA WPROWADZENIE DO TECHNIKI ORAZ ANALIZA JAKOŚCIOWA
Bardziej szczegółowoChemia klasa VII Wymagania edukacyjne na poszczególne oceny Semestr II
Chemia klasa VII Wymagania edukacyjne na poszczególne oceny Semestr II Łączenie się atomów. Równania reakcji Ocena dopuszczająca [1] Ocena dostateczna [1 + 2] Ocena dobra [1 + 2 + 3] Ocena bardzo dobra
Bardziej szczegółowoprof. dr hab. Małgorzata Jóźwiak
Czy równowaga w przyrodzie i w chemii jest korzystna? prof. dr hab. Małgorzata Jóźwiak 1 Pojęcie równowagi łańcuch pokarmowy równowagi fazowe równowaga ciało stałe - ciecz równowaga ciecz - gaz równowaga
Bardziej szczegółowoWYKAZ NAJWAŻNIEJSZYCH SYMBOLI
SPIS TREŚCI WYKAZ NAJWAŻNIEJSZYCH SYMBOLI...7 PRZEDMOWA...8 1. WSTĘP...9 2. MATEMATYCZNE OPRACOWANIE WYNIKÓW POMIARÓW...10 3. LEPKOŚĆ CIECZY...15 3.1. Pomiar lepkości...16 3.2. Lepkość względna...18 3.3.
Bardziej szczegółowoKATEDRA INŻYNIERII CHEMICZNEJ I PROCESOWEJ INSTRUKCJE ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH
KATEDRA INŻYNIERII CHEMICZNEJ I PROCESOWEJ INSTRUKCJE ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Operacje i techniki sorpcji desorpcji w układach cieczciało stałe / ciecz-ciecz w rozdzielaniu składników mieszanin / grup
Bardziej szczegółowoPP7: Wymiana jonowa i chromatografia jonowymienna oznaczanie kationów i anionów
PP7: Wymiana jonowa i chromatografia jonowymienna oznaczanie kationów i anionów Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych - ćwiczenie nr 7 przedmiot: Metody Analizy Technicznej kierunek studiów: Technologia
Bardziej szczegółowoĆWICZENIE 3: CHROMATOGRAFIA PLANARNA
ĆWICZENIE 3: CHROMATOGRAFIA PLANARNA Chromatografia jest to metoda chemicznej analizy instrumentalnej, w której dokonuje się podziału substancji (w przeciwprądzie) między fazę nieruchomą i fazę ruchomą.
Bardziej szczegółowoKierunek studiów: Technologia Chemiczna, II-gi etap II-gi semestr. DODATEK do INSTRUKCJI ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH LC-1 i LC-2 -- TR - TCh II/II
prof. Marian Kamiński oprac. 6.01.2012., kor. i uzup. : 23-01-15 Kierunek studiów: Technologia Chemiczna, II-gi etap II-gi semestr DODATEK do INSTRUKCJI ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH LC-1 i LC-2 -- TR - TCh
Bardziej szczegółowoPOTWIERDZANIE TOŻSAMOSCI PRZY ZASTOSOWANIU RÓŻNYCH TECHNIK ANALITYCZNYCH
POTWIERDZANIE TOŻSAMOSCI PRZY ZASTOSOWANIU RÓŻNYCH TECHNIK ANALITYCZNYCH WSTĘP Spełnianie wymagań jakościowych stawianych przed producentami leków jest kluczowe dla zapewnienia bezpieczeństwa pacjenta.
Bardziej szczegółowoTeoria do ćwiczeń laboratoryjnych
Pracownia studencka Zakładu Analizy Środowiska Teoria do ćwiczeń laboratoryjnych Chromatografia cienkowarstwowa MONITORING ŚRODOWISKA Chromatografia cienkowarstwowa (ang. Thin Layer Chromatography, TLC)
Bardziej szczegółowoZASTOSOWANIE CHROMATOGRAFII CIECZOWEJ W BIOTECHNOLOGII ŚRODOWISKOWEJ
Wstęp: ZASTOSOWANIE CHROMATOGRAFII CIECZOWEJ W BIOTECHNOLOGII ŚRODOWISKOWEJ Chromatografią cieczową nazywamy chromatografię, w której eluentem jest ciecz, zwykle rozpuszczalnik organiczny. HPLC (ang. High
Bardziej szczegółowoAnaliza GC alkoholi C 1 C 5. Ćwiczenie polega na oznaczeniu składu mieszaniny ciekłych związków, w skład
Analiza GC alkoholi C 1 C 5 Ćwiczenie polega na oznaczeniu składu mieszaniny ciekłych związków, w skład której mogą wchodzić, następujące alkohole (w nawiasie podano nazwy zwyczajowe): Metanol - CH 3 OH,
Bardziej szczegółowo