Upload
others
View
3
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Mintaveacutetel mintaelıkeacutesziacuteteacutes 2010
Ajaacutenlott irodalom
Somenath Mitra Sample preparation techniques in analytical chemistry(J Wiley and Sons 2003 Chapter 2 3 4)
Toshimasa Toyorsquooka Modern derivatization methods for separation sciences(J Wiley and Sons 1999)
Sample preparation in chromatography(Journal of Chromatography Library ndashvolume 65)
Nigel JK Simpson Solid-Phase Extraction Principles Techniques and Applications(Marcel Dekker 2000)
James S Fritz Analytical Solid-Phase Extraction(1999)
Janusz Pawliszyn Solid phase microextraction Theory and practice(J Wiley and Sons 1997)
Mintaveacutetel mintaelıkeacutesziacuteteacutes 2010
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes kromatograacutefiaacutes analiacutezisekhezExtrakcioacute
folyadeacutek-folyadeacutek extrakcioacute (LLE)feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
szilaacuterdfaacutezisuacute extrakcioacute (SPE MEPS)szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute (SPME)keverıbabaacutes extrakcioacute (SBSE)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes SZERVES KOMPONENSEK
illeacutekony komponensek kinyereacutese folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelstatikus gızteacuter analiacutezis (SHE)dinamikus gızteacuter analiacutezis (DHE purge and trap)membraacuten-alapuacute extrakcioacute (ME)
TEMATIKA
Mintaveacutetel mintaelıkeacutesziacuteteacutes 2010
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes SZERVES KOMPONENSEK
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
egyeacuteb technikaacutek a mintaelıkeacutesziacuteteacutesbenelektroforeacuteziskromatograacutefia mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
Goumlroumlg Saacutendor Quo vadis analitika quo vadis analitikus
bdquoAz analitikai keacutemia az a tudomaacutenyaacuteg amelymoacutedszereket mőszereket eacutes strateacutegiaacutekat dolgoz ki eacutes alkalmaz hogyinformaacutecioacutekhoz jussunk az anyag oumlsszeteacuteteleacuterıl eacutes termeacuteszeteacuterıl teacuterbeneacutes idıben valamint az ezeket ceacutelzoacute meacutereacutesek eacuterteacutekeacuterıl vagyis a meacutereacutesek bizonytalansaacutegaacuteroacutel nyomonkoumlvethetıseacutegeacuterıl validaacutelaacutesaacuteroacutelrdquo
bdquoA jelenkori analitikai keacutemia interdiszciplinaacuteris tudomaacuteny amelykoumllcsoumlnhataacutesban van valamennyi termeacuteszettudomaacutennyal azorvostudomaacutennyal a toumlrveacutenyszeacuteki orvostannal azegeacuteszseacutegtudomaacutennyal valamennyi technikai eacutes meacuternoumlki tudomaacutennyal taacutemogataacutest nyuacutejt mindezeknekhelliprdquo
Analitikai keacutemiaa keacutemiai elemzeacutes tudomaacutenya
Alkalmazaacutesi teruumlletek
eacutelelmiszeripargyoacutegyszeriparkoumlrnyezetveacutedelemegeacuteszseacuteguumlgy (klinikai keacutemia)koumlnnyőipar neheacuteziparkozmetikumokőrkutataacutesreacutegeacuteszet stb
minıseacutegellenırzeacuteskiindulaacutesi anyagok eacutes termeacutekek jellemzeacutesebioloacutegiai rendszerek jellemzeacuteseszennyezı anyagok monitorozaacutesakutataacutesstb
Feladatok
NOBEL-diacutej
toumlmegspektrograacutefia (1922 1989 2002) szerves elemanaliacutezis (1923)
elektroforeacutezis (1948) kromatograacutefia (1952)
polarograacutefia (1959) C-14-es kormeghataacuterozaacutes (1960)
roumlntgenkrisztallograacutefia (1914 1915 1985)Raman-spektroszkoacutepia (1930)
NMR-spektroszkoacutepia (1944 1952 1991 2002)Moumlssbauer-spektroszkoacutepia (1961)
egyre noumlvekvı fontossaacutegadatok toumlmegtermeleacutese
megbiacutezhatoacutesaacuteggal szemben taacutemasztott noumlvekvı koumlvetelmeacutenyek
analitikai keacutemia legfontosabb pilleacutereibullspektroszkoacutepiabullelektroanalitika
bullELVAacuteLASZTAacuteSTUDOMAacuteNY
bullnoumlvekvı kihiacutevaacutesok bullegyre oumlsszetettebb rendszereket kell vizsgaacutelni
bullszelektivitaacutesbulleacuterzeacutekenyseacutegbullLOD (LOQ)
bullnoumlvekvı mintaszaacutem (bdquohigh throughputrdquo technikaacutek)
bullcsoumlkkenı mintamennyiseacutegbullbdquozoumlld analitikardquo
bullbdquolab on a chiprdquo
ELVAacuteLASZTAacuteSI TECHNIKA
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes SZERVES KOMPONENSEK
DESZTILLAacuteCIOacuteMEMBRAacuteN-ALAPUacute
IONCSERESZŐREacuteS
STB
bullGCbullHPLCbullCE
leggyakrabban alkalmazott elvaacutelasztaacutestechnikai moacutedszerek
12 millioacute szerves vegyuumllet
KROMATOGRAacuteFIA
keacutemiai analiacutezisek ~70 ELVAacuteLASZTAacuteSI TECHNIKA
DETEKTOROKAz eluenst alkotoacute komponensek jelenleacuteteacuteben keacutepesnek kell lennie
a minta alkotoacuteinak meacutereacuteseacutere
bullcsak a mintaacutet alkotoacute komponensekre ad vaacutelaszjeletbullcsak az eluenst alkotoacute komponensekre ad vaacutelaszjelet (indirekt detektaacutelaacutes)
Eluens megvaacutelasztaacutesa mineacutel kisebb detektorjel
DetektorokKolonna idıben (teacuterben) elvaacutelasztja az egyes alkotoacutekat
Az adott komponens az eluenssel (vivıgaacutezzal) egyuumltt beaacuteramlik a detektorba
mennyiseacutegi analiacutezisa detektor aacuteltal elıaacutelliacutetott jel araacutenyos az anyag koncentraacutecioacutejaacuteval vagy idıegyseacuteg alatt bejutott mennyiseacutegeacutevel
univerzaacutelis minden molekulaacutera ad jeletszelektiacutevbizonyos vegyuumllettiacutepusokra ad jeletspecifikuscsak bizonyos molekulaacutekra ad jelet
destruktiacutevnem destruktiacutev
dinamikus tartomaacuteny az a koncentraacutecioacute tartomaacuteny amelyben a koncentraacutecioacute vaacuteltozaacutesa detektorjel vaacuteltozaacutest eredmeacutenyez
lineaacuteris tartomaacuteny T= mc (elteacutereacutes lt 5 )
eacuterzeacutekenyseacutegm (egyseacutegnyi koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutes hataacutesaacutera bekoumlvetkezı jelvaacuteltozaacutes)
kimutataacutesi hataacuteraz a koncentraacutecioacute melynek meacutereacuteseacuteneacutel a detektor vaacutelaszjele egyeacutertelmően megkuumlloumlnboumlztethetı a haacutetteacutertıl (LOD)
meghataacuterozaacutesi hataacuteraz a legkisebb koncentraacutecioacute amely megfelelı precizitaacutessal eacutes pontossaacuteggal meghataacuterozhatoacute (LOQ)
GC Detektorokhıvezetıkeacutepesseacuteg-meacuterı detektor (Thermal Conductivity D)
(kataromeacuteter)
nem destruktiacutevuniverzaacutelis
W-szaacutelak 100-200 mA főtıaacuteram
hiacutedkapcsolaacutes
dinamikus tartomaacuteny 105
LOD 5-50 ng
VivıgaacutezH2 HeN2
ellenaacutellaacutes megvaacuteltozaacutesa
laacutengionizaacutecioacutes detektor(FID)
hidrogeacutenlevegı eleggyel taacuteplaacutelt mikroeacutegı amely foumlleacute elektroacutedpaacutert helyeznek el
nem ionizaacutelhatoacute eluens N2 Ar He H2
A kolonnaacutet elhagyoacute szerves komponensek a laacutengba jutva toumlbbleacutepeacuteses reakcioacuteban oxigeacuten
koumlzremőkoumldeacuteseacutevel ionizaacuteloacutednak
a keacutepzıdoumltt ionok hataacutesaacutera aacuteram folyik ami erısiacuteteacutes utaacuten meacuterhetı
C-detektor minden eacuteghetı anyagra ad jelet
destruktiacutevdinamikus tartomaacuteny 105-106
LOD 005-05 ng
elektronbefogaacutesi detektor (ECD)β-sugaacuterzoacute radioaktiacutev forraacutes (pl 63Ni)
Az elektron aacuteramlaacutes kicsiny (10-12 A) aacutellandoacute elektromos aacuteramot hoz leacutetre a megfelelı feszuumlltseacutegre kapcsolt
elektroacutedok koumlzoumltt nagy elektronegativitaacutesuacute elemet tartalmazoacute
komponensek az elektromos teacuterben az elektronokat befogjaacutek eacutes iacutegy jelentısen csoumlkkentik az aacuteramot
oumlbliacutetıgaacutez bevezeteacutes
oumlbliacutetıgaacutez kivezeteacutes
anoacuted (+)
63Ni foacutelia (-) 1-10 V polarizaacutecioacutes feszuumlltseacuteg
bdquomake uprdquo gaacutez
kolonna
F O Cl Br
100000polikloacuterozott vegyuumlletek
(peszticidek)
10000trikloridok
1000monobromidok dikloridok
100alkoholok ketonok aminok
10eacuteterek eacuteszterek
0szeacutenhidrogeacutenek
relatiacutev vaacutelaszjel
vegyuumlletcsoport
dinamikus tartomaacuteny lt103
LOD 01-10 pg
Vivıgaacutez He (nagytisztasaacuteguacute)
Toumlreacutesmutatoacute meacutereacutesen alapuloacute detektoruniverzaacutelis detektor
a minta eacutes az eluens toumlreacutesmutatoacuteja koumlzti kuumlloumlnbseacuteget meacuteri
Diffrakcioacutes detektor feacutenyelhajlaacutes meacutereacutesen alapul
meacuterı aacutegreferencia aacuteg
tuumlkoumlr
feacutenyforraacutes
lencse
reacutes
detektor
HPLC
UniverzaacutelisKicsiny linearitaacutesLOD asymp 10 ng
UV-Vis spektrofotomeacuteterAlkalmazhatoacute UV-Vis tartomaacutenyban elnyel az adott komponens
Lambeert-BeerAλλλλ = ελλλλ c l
FeacutenyforraacutesUV deuteacuterium laacutempaVis volfraacutem laacutempa
reacutes
feacutenyforraacutes
monokromaacutetor
bdquofeacutenyosztoacuterdquo(splitter)
DETEKTOR
referencia aacuteg
meacuterı aacuteg
cella (kuumlvetta)I0
I0 I0
IDetektorfotodioacuteda
Cellakvarc kuumlvettal=5-10 mm
10-7100000
10-610000
10-51000
c [mol dm-3]
ελλλλ[dm3 mol-1cm-1]
l = 1 cmA = 001c = A (ελλλλ l)
A = 0001 --- 10-8 mol dm-3
Fluoreszcencia meacutereacutesen alapuloacute detektorfluoreszkaacuteloacute anyagok detektaacutelaacutesa
reacutes
feacutenyforraacutes
monokromaacutetorcella (kuumlvetta)
monokromaacutetor
Detektora kibocsaacutetott feacutenyt meacuteri
Szelektiacutev (specifikus) nincsenek zavaroacute komponensek (koeluacutecioacute nem annyira zavaroacute)
nagy eacuterzeacutekenyseacutegkis kimutataacutesi hataacuterLOD ~nM
Analitikai informaacutecioacuteminıseacutegi retencioacutes (migraacutecioacutes) idı
rt
tx r
R
R
x
r
=
retencioacutes (migraacutecioacutes) idı fuumlggalkalmazott koumlruumllmeacutenyekbullmozgoacutefaacutezis
bullanyagi minıseacutegbullaacuteramlaacutesi sebesseacuteg
bullaacutelloacutefaacutezisbullminıseacutegbullhossz
bullhımeacuterseacutekletbullpH ionerısseacutegbullstb
minıseacutegi informaacutecioacute UV-Vis spektrumNoumlvekvı igeacutenyek uacutej detektorok alkalmazaacutesa fejleszteacutese
TOumlMEGSPEKTROMEacuteTER
Kapcsolt technikaacutekMS mint kromatograacutefiaacutes detektor
A pontos eacutes megbiacutezhatoacute minıseacutegi eacutes mennyiseacutegi analiacutezis elkeacutepzelhetetlen a mintaacutet alkotoacute komponensek elvaacutelasztaacutesa neacutelkuumll
valoacutes mintaacutek komplex sokkomponenső rendszerek
elvaacutelasztaacutestechnikai eljaacuteraacutes alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges
A hagyomaacutenyos kromatograacutefiaacutes technikaacutek azonban meacuteg toumlkeacuteletes szeparaacutecioacute eseteacuten sem kiacutenaacutelnak abszoluacutet biztonsaacutegos minıseacutegi
azonosiacutetaacutestminıseacutegi informaacutecioacute csak az adott komponens retencioacutes viselkedeacutese
a manapsaacuteg megkoumlvetelt megbiacutezhatoacute eacutes reprodukaacutelhatoacute meghataacuterozaacutesok indokoljaacutek a toumlmegspektrometria eacutes az
elvaacutelasztaacutestechnikai moacutedszerek kombinaacutelaacutesaacutet
Toumlmegspektrometria (MS)
Alapelve a gaacutezaacutellapotuacute ionizaacutelt molekulaacutekat ezek toumlredeacutekeit (un fragmenseit) vagy bizonyos esetekben az atomokboacutel keacutepzıdoumltt ionokat toumlmeguumlk alapjaacuten szeacutetvaacutelasztja majd mennyiseacutegileg meghataacuterozza
1 mintabevitel eacutes a minta gaacutezaacutellapotba hozaacutesa2 ionizaacutecioacute eacutes bizonyos esetekben fragmentaacutecioacute
3 a keletkezett ionok toumllteacutesegyseacutegre jutoacute toumlmeguumlk szerinti elvaacutelasztaacutesa 4 a szeacutetvaacutelasztott kuumlloumlnboumlzı toumlmegő ionok mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesa
A keacuteszuumlleacutek feleacutepiacuteteacutese
mintabevitel ionforraacutes analizaacutetor detektor
vaacutekuumrendszer
vezeacuterlı- eacutes adatfeldolgozoacute rendszer
Nobel-diacutej 1922 1989 2002
(foto)elektronsokszorozoacute
Atmoszfeacuterikus nyomaacutesuacute ionizaacutecioacutes technikaacutekHPLC-MS
ESI (ElectroSpray Ionization)
APCI (Atmospheric Pressure Chemical Ionization)
nem szuumlkseacuteges ionok jelenleacutete az oldatbanelektromos kisuumlleacutes szekunder ionizaacutecioacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Kedvezıbb tulajdonsaacutegok kialakiacutetaacutesaDetektaacutelhatoacutesaacutegKromatograacutefiaacutes viselkedeacutes
keacutemiai reakcioacute segiacutetseacutegeacutevel megvaacuteltoztatjuk a kiindulaacutesi anyag valamely tulajdonsaacutegaacutet
derivatizaacuteloacuteszer megvaacutelasztaacutesa
molekula szerkezete (funkcioacutes csoportok)detektaacutelaacutes
El kell-e (el lehet-e) vaacutelasztani a maacutetrixtoacutel
Specifikus reakcioacutek egyszerősiacutethetik a mintaelıkeacutesziacuteteacutest ill az elvaacutelasztaacutest
MS csak az utoacutebbi eacutevtizedben vaacutelt megfizethetıveacutekorlaacutetai
bullionizaacutecioacutebulldraacutega
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Gaacutezkromatogaacutefiaacuteban
A mintakomponensek illeacutekonysaacutegaacutenak noumlveleacutese
Az anyagok termikus stabilitaacutesaacutenak noumlveleacutese
Csuacutecsaacutetfedeacutesek csoumlkkenteacutese (retencioacutes idı)
Detektaacutelhatoacutesaacuteg noumlveleacutese
A gaacutezkromatograacutefia bomlaacutes neacutelkuumll gızzeacute ill gaacutezzaacute alakiacutethatoacute vegyuumlletek elvaacutelasztaacutesaacutera eacutes analiacuteziseacutere szolgaacuteloacute moacutedszer
Elvaacutelasztaacutes alapja1 illeacutekonysaacuteg (forraacutespont)2 szerkezet
Illeacutekonysaacuteghıstabilitaacutes
~12 millioacute szerves vegyuumllet jelentıs reacuteszuumlk hıeacuterzeacutekenynagyobb jelentıseacuteggel ~ 50 ezer biacuter jelentıs reacutesze gaacutezkromatografaacutelhatoacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Folyadeacutekkromatograacutefiaacuteban
A detektaacutelaacutes (detektaacutelhatoacutesaacuteg) javiacutetaacutesa
bullkromofoacuterok beeacutepiacuteteacutese (UV-elnyeleacutes noumlveleacutese)
bullfluoreszcens csoportok beeacutepiacuteteacutese
bullkromatograacutefiaacutes viselkedeacutes befolyaacutesolaacutesa
korlaacutetOLDHATOacuteSAacuteG
kromatografaacutelaacutes elıtti (prekolumn)
bullnem kell gyorsnak lennibullnehezen automatizaacutelhatoacute bulla reagens koumlnnyen elvaacutelaszthatoacute legyenbullteljesen veacutegbemenjen
bullreprodukaacutelhatoacutebullgyors legyen
bullreagens ne zavarjonbullteljesen veacutegbemenjen
elvaacutelasztaacutes utaacuteni (posztkolumn)
A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet
GaacutezkromatograacutefisGaacutezkromatograacutefis derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes
1 1 AlkilszililAlkilszilil szaacutermazeacutekokszaacutermazeacutekok
A legaacuteltalaacutenosabban alkalmazott derivatizaacuteloacutereagensek (ldquotrimetilszililezırdquo szerek)
(CH3)3 Si NN
N-trimetilszililimidazol
CH3 C
N
O
Si(CH3)3
Si(CH3)3
NO-bisz-trimetilszililacetamid
Si CH3
CH3
CH3
N
CH3
C
O
CF3
N-metil-N-trimetilszilil-trifluoroacetamid
(CH3)3 Si N(C2H5)2
N-trimetilszilildietilamin
Szililezeacutes Illeacutekonysaacuteg noumlvekedeacutes
GCMSfragmentaacutecioacutes profilkarakterisztikus ionok (nyomanaliacutezis)
R3Si-X + Rrsquo-H R3Si-Rrsquo + X-H
OldoacuteszerekPiridin DMF DMSO THF ACN
SiCH3
CH3
CH3
Cl
Trimetilkloacuterszilaacuten
SiCH3
CH3
CH3
NH Si
CH3
CH3
CH3
Hexametildiszilazaacuten
Vizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi soraVizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi sora
R-OH gt Ph-OH gt RCOOH gt R-NH2 gt R-CONH-R
A A trimetilszilileztrimetilszililez ıı reagensek reaktivitreagensek reaktivitaacuteaacutesi sorasi sora
Trimetilszilil-imidazol gt NO-bisz(trimetilszilil)trifluoracetamid gt NO-bisz(trimetilszilil)acetamid gt Nmdashmetil-N-(trimetilszilil)-
trifluoroacetamid gt N-trimetilszilildietilamin gt N-metil-N-trimetilszilil-acetamid gt trimetilkloacuterszilaacuten gt hexametil-diszilazaacuten
Funkcioacutes csoport Funkcioacutes cs neve Szaacutermazeacutek Szaacutermazeacutek neve
OH Hidroxil OTMS Trimetilszilil-eacuteter
SH Tiol STMS Trimetilszilil-tioeacuteter
COOH Karboxil COOTMS Trimetilszilil-karboxilaacutet
POH Foszfaacutet POTMS Trimetilszilil-foszfaacutet
SOH Szulfaacutet SOTMS Trimetilszilil-szulfaacutet
NOH Nitraacutet NOTMS Trimetilszilil-nitraacutet
BOH Boraacutet BOTMS Trimetilszilil-boraacutet
NH2 Amin NHTMS N(TMS)2
Trimetilszilil-amin
NH Imin NTMS Trimetilszilil-imin
CONH2 Karbonsavamid CONHTMS N-Trimetilszilil-karbonsavamid
CH2-C=O Karbonil CH=COTMS Trimetilszilil-enoleacuteter
TrimetilszililTrimetilszilil szszaacuteaacutermazrmazeacuteeacutekot adkot adoacuteoacute funkcifunkci oacuteoacutes csoportoks csoportok
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
Aktiacutev hidrogeacutenatom csereacutelıdik ki alkil- (aril-) csoportra
Vegyuumllet keacuteplete Vegyuumllet neve Szaacutermazeacutek keacuteplete Szaacutermazeacutek neveRCOOH Karbonsav RCOOR1 EacuteszterRSO2OH Szulfonsav RSO2OR1 Szulfonsav eacuteszterROH Alkohol ROR1 EacuteterRSH Tioalkohol RSR1 TioeacuteterRNH2 Alkil-amin RN(R1)2 TrialkilaminR2NH Dialkilamin R2NR1 TrialkilaminRCONH2 Karbonsavamid RCONHR1 N-alkil-karbonsavamidRSO2NH2 Szulfonsavamid RSO2N(R1)2 NNrsquo-dialkil-szulfonamidRCOCH2COR β-diketon RCOCH=C(OR1)R β-acil-O-enoleacuteter
R(Ar) X
X = I Br
R = Me Et Pr Bz
+ R1COO- R(Ar) O C R1
O
+ X- Ag2O
NaH BaO
2
C H3N 2 + RC O O- RC O O C H3 + N2
C 2H 5N 2
N 2
RC O O C2H 5
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
1
(CH3)2N CH(O R1)2
R1 = CH3 C2H5 C3H7 C4H9
+ RCOOH
(fenolok amidok tiolok)
RCOOR1 + (CH3)2N CHO + R1OH
N N-dimetil-dialkilacetaacutel
3
Ag2O + alkil-halid
(Cl kisebb aktivitaacutes)
Diazo-alkaacutenokkal
Dialkil-acetaacutelok
Extraktiacutev alkilezeacutes
Savak fenolok alkoholok vagy amidok alkilezeacutese vizes koumlzegben
RCOO- + R4N+ RCOO-R4N
+
RCOO-R4N+
AQ
AQ
RCOO-R4N+
ORG
RCOO-R4N+
ORG+ R1I
RCOOR1 + R4N+I-
PirolitikusPirolitikus alkilezeacutesalkilezeacutes
RCOOH + C6H5(CH3)3N+OH- RCOO-C6H5N
+(CH3)3 + H2O
RCOO-C6H5N+(CH3)3 RCOOCH3 + C6H5N(CH3)2
ArilezeacutesArilezeacutes
NO2
NO2 F + RNH2
RSH
C6H5OH
NO2
NO2 NH R + HF
OximkeacutepzeacutesOximkeacutepzeacutes
C O
R1
R2
F
F F
F
F CH2O NH2+
H2O
F
F F
F
F CH2O N C
R1
R2
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Mintaveacutetel mintaelıkeacutesziacuteteacutes 2010
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes kromatograacutefiaacutes analiacutezisekhezExtrakcioacute
folyadeacutek-folyadeacutek extrakcioacute (LLE)feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
szilaacuterdfaacutezisuacute extrakcioacute (SPE MEPS)szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute (SPME)keverıbabaacutes extrakcioacute (SBSE)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes SZERVES KOMPONENSEK
illeacutekony komponensek kinyereacutese folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelstatikus gızteacuter analiacutezis (SHE)dinamikus gızteacuter analiacutezis (DHE purge and trap)membraacuten-alapuacute extrakcioacute (ME)
TEMATIKA
Mintaveacutetel mintaelıkeacutesziacuteteacutes 2010
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes SZERVES KOMPONENSEK
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
egyeacuteb technikaacutek a mintaelıkeacutesziacuteteacutesbenelektroforeacuteziskromatograacutefia mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
Goumlroumlg Saacutendor Quo vadis analitika quo vadis analitikus
bdquoAz analitikai keacutemia az a tudomaacutenyaacuteg amelymoacutedszereket mőszereket eacutes strateacutegiaacutekat dolgoz ki eacutes alkalmaz hogyinformaacutecioacutekhoz jussunk az anyag oumlsszeteacuteteleacuterıl eacutes termeacuteszeteacuterıl teacuterbeneacutes idıben valamint az ezeket ceacutelzoacute meacutereacutesek eacuterteacutekeacuterıl vagyis a meacutereacutesek bizonytalansaacutegaacuteroacutel nyomonkoumlvethetıseacutegeacuterıl validaacutelaacutesaacuteroacutelrdquo
bdquoA jelenkori analitikai keacutemia interdiszciplinaacuteris tudomaacuteny amelykoumllcsoumlnhataacutesban van valamennyi termeacuteszettudomaacutennyal azorvostudomaacutennyal a toumlrveacutenyszeacuteki orvostannal azegeacuteszseacutegtudomaacutennyal valamennyi technikai eacutes meacuternoumlki tudomaacutennyal taacutemogataacutest nyuacutejt mindezeknekhelliprdquo
Analitikai keacutemiaa keacutemiai elemzeacutes tudomaacutenya
Alkalmazaacutesi teruumlletek
eacutelelmiszeripargyoacutegyszeriparkoumlrnyezetveacutedelemegeacuteszseacuteguumlgy (klinikai keacutemia)koumlnnyőipar neheacuteziparkozmetikumokőrkutataacutesreacutegeacuteszet stb
minıseacutegellenırzeacuteskiindulaacutesi anyagok eacutes termeacutekek jellemzeacutesebioloacutegiai rendszerek jellemzeacuteseszennyezı anyagok monitorozaacutesakutataacutesstb
Feladatok
NOBEL-diacutej
toumlmegspektrograacutefia (1922 1989 2002) szerves elemanaliacutezis (1923)
elektroforeacutezis (1948) kromatograacutefia (1952)
polarograacutefia (1959) C-14-es kormeghataacuterozaacutes (1960)
roumlntgenkrisztallograacutefia (1914 1915 1985)Raman-spektroszkoacutepia (1930)
NMR-spektroszkoacutepia (1944 1952 1991 2002)Moumlssbauer-spektroszkoacutepia (1961)
egyre noumlvekvı fontossaacutegadatok toumlmegtermeleacutese
megbiacutezhatoacutesaacuteggal szemben taacutemasztott noumlvekvı koumlvetelmeacutenyek
analitikai keacutemia legfontosabb pilleacutereibullspektroszkoacutepiabullelektroanalitika
bullELVAacuteLASZTAacuteSTUDOMAacuteNY
bullnoumlvekvı kihiacutevaacutesok bullegyre oumlsszetettebb rendszereket kell vizsgaacutelni
bullszelektivitaacutesbulleacuterzeacutekenyseacutegbullLOD (LOQ)
bullnoumlvekvı mintaszaacutem (bdquohigh throughputrdquo technikaacutek)
bullcsoumlkkenı mintamennyiseacutegbullbdquozoumlld analitikardquo
bullbdquolab on a chiprdquo
ELVAacuteLASZTAacuteSI TECHNIKA
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes SZERVES KOMPONENSEK
DESZTILLAacuteCIOacuteMEMBRAacuteN-ALAPUacute
IONCSERESZŐREacuteS
STB
bullGCbullHPLCbullCE
leggyakrabban alkalmazott elvaacutelasztaacutestechnikai moacutedszerek
12 millioacute szerves vegyuumllet
KROMATOGRAacuteFIA
keacutemiai analiacutezisek ~70 ELVAacuteLASZTAacuteSI TECHNIKA
DETEKTOROKAz eluenst alkotoacute komponensek jelenleacuteteacuteben keacutepesnek kell lennie
a minta alkotoacuteinak meacutereacuteseacutere
bullcsak a mintaacutet alkotoacute komponensekre ad vaacutelaszjeletbullcsak az eluenst alkotoacute komponensekre ad vaacutelaszjelet (indirekt detektaacutelaacutes)
Eluens megvaacutelasztaacutesa mineacutel kisebb detektorjel
DetektorokKolonna idıben (teacuterben) elvaacutelasztja az egyes alkotoacutekat
Az adott komponens az eluenssel (vivıgaacutezzal) egyuumltt beaacuteramlik a detektorba
mennyiseacutegi analiacutezisa detektor aacuteltal elıaacutelliacutetott jel araacutenyos az anyag koncentraacutecioacutejaacuteval vagy idıegyseacuteg alatt bejutott mennyiseacutegeacutevel
univerzaacutelis minden molekulaacutera ad jeletszelektiacutevbizonyos vegyuumllettiacutepusokra ad jeletspecifikuscsak bizonyos molekulaacutekra ad jelet
destruktiacutevnem destruktiacutev
dinamikus tartomaacuteny az a koncentraacutecioacute tartomaacuteny amelyben a koncentraacutecioacute vaacuteltozaacutesa detektorjel vaacuteltozaacutest eredmeacutenyez
lineaacuteris tartomaacuteny T= mc (elteacutereacutes lt 5 )
eacuterzeacutekenyseacutegm (egyseacutegnyi koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutes hataacutesaacutera bekoumlvetkezı jelvaacuteltozaacutes)
kimutataacutesi hataacuteraz a koncentraacutecioacute melynek meacutereacuteseacuteneacutel a detektor vaacutelaszjele egyeacutertelmően megkuumlloumlnboumlztethetı a haacutetteacutertıl (LOD)
meghataacuterozaacutesi hataacuteraz a legkisebb koncentraacutecioacute amely megfelelı precizitaacutessal eacutes pontossaacuteggal meghataacuterozhatoacute (LOQ)
GC Detektorokhıvezetıkeacutepesseacuteg-meacuterı detektor (Thermal Conductivity D)
(kataromeacuteter)
nem destruktiacutevuniverzaacutelis
W-szaacutelak 100-200 mA főtıaacuteram
hiacutedkapcsolaacutes
dinamikus tartomaacuteny 105
LOD 5-50 ng
VivıgaacutezH2 HeN2
ellenaacutellaacutes megvaacuteltozaacutesa
laacutengionizaacutecioacutes detektor(FID)
hidrogeacutenlevegı eleggyel taacuteplaacutelt mikroeacutegı amely foumlleacute elektroacutedpaacutert helyeznek el
nem ionizaacutelhatoacute eluens N2 Ar He H2
A kolonnaacutet elhagyoacute szerves komponensek a laacutengba jutva toumlbbleacutepeacuteses reakcioacuteban oxigeacuten
koumlzremőkoumldeacuteseacutevel ionizaacuteloacutednak
a keacutepzıdoumltt ionok hataacutesaacutera aacuteram folyik ami erısiacuteteacutes utaacuten meacuterhetı
C-detektor minden eacuteghetı anyagra ad jelet
destruktiacutevdinamikus tartomaacuteny 105-106
LOD 005-05 ng
elektronbefogaacutesi detektor (ECD)β-sugaacuterzoacute radioaktiacutev forraacutes (pl 63Ni)
Az elektron aacuteramlaacutes kicsiny (10-12 A) aacutellandoacute elektromos aacuteramot hoz leacutetre a megfelelı feszuumlltseacutegre kapcsolt
elektroacutedok koumlzoumltt nagy elektronegativitaacutesuacute elemet tartalmazoacute
komponensek az elektromos teacuterben az elektronokat befogjaacutek eacutes iacutegy jelentısen csoumlkkentik az aacuteramot
oumlbliacutetıgaacutez bevezeteacutes
oumlbliacutetıgaacutez kivezeteacutes
anoacuted (+)
63Ni foacutelia (-) 1-10 V polarizaacutecioacutes feszuumlltseacuteg
bdquomake uprdquo gaacutez
kolonna
F O Cl Br
100000polikloacuterozott vegyuumlletek
(peszticidek)
10000trikloridok
1000monobromidok dikloridok
100alkoholok ketonok aminok
10eacuteterek eacuteszterek
0szeacutenhidrogeacutenek
relatiacutev vaacutelaszjel
vegyuumlletcsoport
dinamikus tartomaacuteny lt103
LOD 01-10 pg
Vivıgaacutez He (nagytisztasaacuteguacute)
Toumlreacutesmutatoacute meacutereacutesen alapuloacute detektoruniverzaacutelis detektor
a minta eacutes az eluens toumlreacutesmutatoacuteja koumlzti kuumlloumlnbseacuteget meacuteri
Diffrakcioacutes detektor feacutenyelhajlaacutes meacutereacutesen alapul
meacuterı aacutegreferencia aacuteg
tuumlkoumlr
feacutenyforraacutes
lencse
reacutes
detektor
HPLC
UniverzaacutelisKicsiny linearitaacutesLOD asymp 10 ng
UV-Vis spektrofotomeacuteterAlkalmazhatoacute UV-Vis tartomaacutenyban elnyel az adott komponens
Lambeert-BeerAλλλλ = ελλλλ c l
FeacutenyforraacutesUV deuteacuterium laacutempaVis volfraacutem laacutempa
reacutes
feacutenyforraacutes
monokromaacutetor
bdquofeacutenyosztoacuterdquo(splitter)
DETEKTOR
referencia aacuteg
meacuterı aacuteg
cella (kuumlvetta)I0
I0 I0
IDetektorfotodioacuteda
Cellakvarc kuumlvettal=5-10 mm
10-7100000
10-610000
10-51000
c [mol dm-3]
ελλλλ[dm3 mol-1cm-1]
l = 1 cmA = 001c = A (ελλλλ l)
A = 0001 --- 10-8 mol dm-3
Fluoreszcencia meacutereacutesen alapuloacute detektorfluoreszkaacuteloacute anyagok detektaacutelaacutesa
reacutes
feacutenyforraacutes
monokromaacutetorcella (kuumlvetta)
monokromaacutetor
Detektora kibocsaacutetott feacutenyt meacuteri
Szelektiacutev (specifikus) nincsenek zavaroacute komponensek (koeluacutecioacute nem annyira zavaroacute)
nagy eacuterzeacutekenyseacutegkis kimutataacutesi hataacuterLOD ~nM
Analitikai informaacutecioacuteminıseacutegi retencioacutes (migraacutecioacutes) idı
rt
tx r
R
R
x
r
=
retencioacutes (migraacutecioacutes) idı fuumlggalkalmazott koumlruumllmeacutenyekbullmozgoacutefaacutezis
bullanyagi minıseacutegbullaacuteramlaacutesi sebesseacuteg
bullaacutelloacutefaacutezisbullminıseacutegbullhossz
bullhımeacuterseacutekletbullpH ionerısseacutegbullstb
minıseacutegi informaacutecioacute UV-Vis spektrumNoumlvekvı igeacutenyek uacutej detektorok alkalmazaacutesa fejleszteacutese
TOumlMEGSPEKTROMEacuteTER
Kapcsolt technikaacutekMS mint kromatograacutefiaacutes detektor
A pontos eacutes megbiacutezhatoacute minıseacutegi eacutes mennyiseacutegi analiacutezis elkeacutepzelhetetlen a mintaacutet alkotoacute komponensek elvaacutelasztaacutesa neacutelkuumll
valoacutes mintaacutek komplex sokkomponenső rendszerek
elvaacutelasztaacutestechnikai eljaacuteraacutes alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges
A hagyomaacutenyos kromatograacutefiaacutes technikaacutek azonban meacuteg toumlkeacuteletes szeparaacutecioacute eseteacuten sem kiacutenaacutelnak abszoluacutet biztonsaacutegos minıseacutegi
azonosiacutetaacutestminıseacutegi informaacutecioacute csak az adott komponens retencioacutes viselkedeacutese
a manapsaacuteg megkoumlvetelt megbiacutezhatoacute eacutes reprodukaacutelhatoacute meghataacuterozaacutesok indokoljaacutek a toumlmegspektrometria eacutes az
elvaacutelasztaacutestechnikai moacutedszerek kombinaacutelaacutesaacutet
Toumlmegspektrometria (MS)
Alapelve a gaacutezaacutellapotuacute ionizaacutelt molekulaacutekat ezek toumlredeacutekeit (un fragmenseit) vagy bizonyos esetekben az atomokboacutel keacutepzıdoumltt ionokat toumlmeguumlk alapjaacuten szeacutetvaacutelasztja majd mennyiseacutegileg meghataacuterozza
1 mintabevitel eacutes a minta gaacutezaacutellapotba hozaacutesa2 ionizaacutecioacute eacutes bizonyos esetekben fragmentaacutecioacute
3 a keletkezett ionok toumllteacutesegyseacutegre jutoacute toumlmeguumlk szerinti elvaacutelasztaacutesa 4 a szeacutetvaacutelasztott kuumlloumlnboumlzı toumlmegő ionok mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesa
A keacuteszuumlleacutek feleacutepiacuteteacutese
mintabevitel ionforraacutes analizaacutetor detektor
vaacutekuumrendszer
vezeacuterlı- eacutes adatfeldolgozoacute rendszer
Nobel-diacutej 1922 1989 2002
(foto)elektronsokszorozoacute
Atmoszfeacuterikus nyomaacutesuacute ionizaacutecioacutes technikaacutekHPLC-MS
ESI (ElectroSpray Ionization)
APCI (Atmospheric Pressure Chemical Ionization)
nem szuumlkseacuteges ionok jelenleacutete az oldatbanelektromos kisuumlleacutes szekunder ionizaacutecioacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Kedvezıbb tulajdonsaacutegok kialakiacutetaacutesaDetektaacutelhatoacutesaacutegKromatograacutefiaacutes viselkedeacutes
keacutemiai reakcioacute segiacutetseacutegeacutevel megvaacuteltoztatjuk a kiindulaacutesi anyag valamely tulajdonsaacutegaacutet
derivatizaacuteloacuteszer megvaacutelasztaacutesa
molekula szerkezete (funkcioacutes csoportok)detektaacutelaacutes
El kell-e (el lehet-e) vaacutelasztani a maacutetrixtoacutel
Specifikus reakcioacutek egyszerősiacutethetik a mintaelıkeacutesziacuteteacutest ill az elvaacutelasztaacutest
MS csak az utoacutebbi eacutevtizedben vaacutelt megfizethetıveacutekorlaacutetai
bullionizaacutecioacutebulldraacutega
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Gaacutezkromatogaacutefiaacuteban
A mintakomponensek illeacutekonysaacutegaacutenak noumlveleacutese
Az anyagok termikus stabilitaacutesaacutenak noumlveleacutese
Csuacutecsaacutetfedeacutesek csoumlkkenteacutese (retencioacutes idı)
Detektaacutelhatoacutesaacuteg noumlveleacutese
A gaacutezkromatograacutefia bomlaacutes neacutelkuumll gızzeacute ill gaacutezzaacute alakiacutethatoacute vegyuumlletek elvaacutelasztaacutesaacutera eacutes analiacuteziseacutere szolgaacuteloacute moacutedszer
Elvaacutelasztaacutes alapja1 illeacutekonysaacuteg (forraacutespont)2 szerkezet
Illeacutekonysaacuteghıstabilitaacutes
~12 millioacute szerves vegyuumllet jelentıs reacuteszuumlk hıeacuterzeacutekenynagyobb jelentıseacuteggel ~ 50 ezer biacuter jelentıs reacutesze gaacutezkromatografaacutelhatoacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Folyadeacutekkromatograacutefiaacuteban
A detektaacutelaacutes (detektaacutelhatoacutesaacuteg) javiacutetaacutesa
bullkromofoacuterok beeacutepiacuteteacutese (UV-elnyeleacutes noumlveleacutese)
bullfluoreszcens csoportok beeacutepiacuteteacutese
bullkromatograacutefiaacutes viselkedeacutes befolyaacutesolaacutesa
korlaacutetOLDHATOacuteSAacuteG
kromatografaacutelaacutes elıtti (prekolumn)
bullnem kell gyorsnak lennibullnehezen automatizaacutelhatoacute bulla reagens koumlnnyen elvaacutelaszthatoacute legyenbullteljesen veacutegbemenjen
bullreprodukaacutelhatoacutebullgyors legyen
bullreagens ne zavarjonbullteljesen veacutegbemenjen
elvaacutelasztaacutes utaacuteni (posztkolumn)
A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet
GaacutezkromatograacutefisGaacutezkromatograacutefis derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes
1 1 AlkilszililAlkilszilil szaacutermazeacutekokszaacutermazeacutekok
A legaacuteltalaacutenosabban alkalmazott derivatizaacuteloacutereagensek (ldquotrimetilszililezırdquo szerek)
(CH3)3 Si NN
N-trimetilszililimidazol
CH3 C
N
O
Si(CH3)3
Si(CH3)3
NO-bisz-trimetilszililacetamid
Si CH3
CH3
CH3
N
CH3
C
O
CF3
N-metil-N-trimetilszilil-trifluoroacetamid
(CH3)3 Si N(C2H5)2
N-trimetilszilildietilamin
Szililezeacutes Illeacutekonysaacuteg noumlvekedeacutes
GCMSfragmentaacutecioacutes profilkarakterisztikus ionok (nyomanaliacutezis)
R3Si-X + Rrsquo-H R3Si-Rrsquo + X-H
OldoacuteszerekPiridin DMF DMSO THF ACN
SiCH3
CH3
CH3
Cl
Trimetilkloacuterszilaacuten
SiCH3
CH3
CH3
NH Si
CH3
CH3
CH3
Hexametildiszilazaacuten
Vizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi soraVizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi sora
R-OH gt Ph-OH gt RCOOH gt R-NH2 gt R-CONH-R
A A trimetilszilileztrimetilszililez ıı reagensek reaktivitreagensek reaktivitaacuteaacutesi sorasi sora
Trimetilszilil-imidazol gt NO-bisz(trimetilszilil)trifluoracetamid gt NO-bisz(trimetilszilil)acetamid gt Nmdashmetil-N-(trimetilszilil)-
trifluoroacetamid gt N-trimetilszilildietilamin gt N-metil-N-trimetilszilil-acetamid gt trimetilkloacuterszilaacuten gt hexametil-diszilazaacuten
Funkcioacutes csoport Funkcioacutes cs neve Szaacutermazeacutek Szaacutermazeacutek neve
OH Hidroxil OTMS Trimetilszilil-eacuteter
SH Tiol STMS Trimetilszilil-tioeacuteter
COOH Karboxil COOTMS Trimetilszilil-karboxilaacutet
POH Foszfaacutet POTMS Trimetilszilil-foszfaacutet
SOH Szulfaacutet SOTMS Trimetilszilil-szulfaacutet
NOH Nitraacutet NOTMS Trimetilszilil-nitraacutet
BOH Boraacutet BOTMS Trimetilszilil-boraacutet
NH2 Amin NHTMS N(TMS)2
Trimetilszilil-amin
NH Imin NTMS Trimetilszilil-imin
CONH2 Karbonsavamid CONHTMS N-Trimetilszilil-karbonsavamid
CH2-C=O Karbonil CH=COTMS Trimetilszilil-enoleacuteter
TrimetilszililTrimetilszilil szszaacuteaacutermazrmazeacuteeacutekot adkot adoacuteoacute funkcifunkci oacuteoacutes csoportoks csoportok
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
Aktiacutev hidrogeacutenatom csereacutelıdik ki alkil- (aril-) csoportra
Vegyuumllet keacuteplete Vegyuumllet neve Szaacutermazeacutek keacuteplete Szaacutermazeacutek neveRCOOH Karbonsav RCOOR1 EacuteszterRSO2OH Szulfonsav RSO2OR1 Szulfonsav eacuteszterROH Alkohol ROR1 EacuteterRSH Tioalkohol RSR1 TioeacuteterRNH2 Alkil-amin RN(R1)2 TrialkilaminR2NH Dialkilamin R2NR1 TrialkilaminRCONH2 Karbonsavamid RCONHR1 N-alkil-karbonsavamidRSO2NH2 Szulfonsavamid RSO2N(R1)2 NNrsquo-dialkil-szulfonamidRCOCH2COR β-diketon RCOCH=C(OR1)R β-acil-O-enoleacuteter
R(Ar) X
X = I Br
R = Me Et Pr Bz
+ R1COO- R(Ar) O C R1
O
+ X- Ag2O
NaH BaO
2
C H3N 2 + RC O O- RC O O C H3 + N2
C 2H 5N 2
N 2
RC O O C2H 5
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
1
(CH3)2N CH(O R1)2
R1 = CH3 C2H5 C3H7 C4H9
+ RCOOH
(fenolok amidok tiolok)
RCOOR1 + (CH3)2N CHO + R1OH
N N-dimetil-dialkilacetaacutel
3
Ag2O + alkil-halid
(Cl kisebb aktivitaacutes)
Diazo-alkaacutenokkal
Dialkil-acetaacutelok
Extraktiacutev alkilezeacutes
Savak fenolok alkoholok vagy amidok alkilezeacutese vizes koumlzegben
RCOO- + R4N+ RCOO-R4N
+
RCOO-R4N+
AQ
AQ
RCOO-R4N+
ORG
RCOO-R4N+
ORG+ R1I
RCOOR1 + R4N+I-
PirolitikusPirolitikus alkilezeacutesalkilezeacutes
RCOOH + C6H5(CH3)3N+OH- RCOO-C6H5N
+(CH3)3 + H2O
RCOO-C6H5N+(CH3)3 RCOOCH3 + C6H5N(CH3)2
ArilezeacutesArilezeacutes
NO2
NO2 F + RNH2
RSH
C6H5OH
NO2
NO2 NH R + HF
OximkeacutepzeacutesOximkeacutepzeacutes
C O
R1
R2
F
F F
F
F CH2O NH2+
H2O
F
F F
F
F CH2O N C
R1
R2
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Mintaveacutetel mintaelıkeacutesziacuteteacutes 2010
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes SZERVES KOMPONENSEK
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
egyeacuteb technikaacutek a mintaelıkeacutesziacuteteacutesbenelektroforeacuteziskromatograacutefia mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
Goumlroumlg Saacutendor Quo vadis analitika quo vadis analitikus
bdquoAz analitikai keacutemia az a tudomaacutenyaacuteg amelymoacutedszereket mőszereket eacutes strateacutegiaacutekat dolgoz ki eacutes alkalmaz hogyinformaacutecioacutekhoz jussunk az anyag oumlsszeteacuteteleacuterıl eacutes termeacuteszeteacuterıl teacuterbeneacutes idıben valamint az ezeket ceacutelzoacute meacutereacutesek eacuterteacutekeacuterıl vagyis a meacutereacutesek bizonytalansaacutegaacuteroacutel nyomonkoumlvethetıseacutegeacuterıl validaacutelaacutesaacuteroacutelrdquo
bdquoA jelenkori analitikai keacutemia interdiszciplinaacuteris tudomaacuteny amelykoumllcsoumlnhataacutesban van valamennyi termeacuteszettudomaacutennyal azorvostudomaacutennyal a toumlrveacutenyszeacuteki orvostannal azegeacuteszseacutegtudomaacutennyal valamennyi technikai eacutes meacuternoumlki tudomaacutennyal taacutemogataacutest nyuacutejt mindezeknekhelliprdquo
Analitikai keacutemiaa keacutemiai elemzeacutes tudomaacutenya
Alkalmazaacutesi teruumlletek
eacutelelmiszeripargyoacutegyszeriparkoumlrnyezetveacutedelemegeacuteszseacuteguumlgy (klinikai keacutemia)koumlnnyőipar neheacuteziparkozmetikumokőrkutataacutesreacutegeacuteszet stb
minıseacutegellenırzeacuteskiindulaacutesi anyagok eacutes termeacutekek jellemzeacutesebioloacutegiai rendszerek jellemzeacuteseszennyezı anyagok monitorozaacutesakutataacutesstb
Feladatok
NOBEL-diacutej
toumlmegspektrograacutefia (1922 1989 2002) szerves elemanaliacutezis (1923)
elektroforeacutezis (1948) kromatograacutefia (1952)
polarograacutefia (1959) C-14-es kormeghataacuterozaacutes (1960)
roumlntgenkrisztallograacutefia (1914 1915 1985)Raman-spektroszkoacutepia (1930)
NMR-spektroszkoacutepia (1944 1952 1991 2002)Moumlssbauer-spektroszkoacutepia (1961)
egyre noumlvekvı fontossaacutegadatok toumlmegtermeleacutese
megbiacutezhatoacutesaacuteggal szemben taacutemasztott noumlvekvı koumlvetelmeacutenyek
analitikai keacutemia legfontosabb pilleacutereibullspektroszkoacutepiabullelektroanalitika
bullELVAacuteLASZTAacuteSTUDOMAacuteNY
bullnoumlvekvı kihiacutevaacutesok bullegyre oumlsszetettebb rendszereket kell vizsgaacutelni
bullszelektivitaacutesbulleacuterzeacutekenyseacutegbullLOD (LOQ)
bullnoumlvekvı mintaszaacutem (bdquohigh throughputrdquo technikaacutek)
bullcsoumlkkenı mintamennyiseacutegbullbdquozoumlld analitikardquo
bullbdquolab on a chiprdquo
ELVAacuteLASZTAacuteSI TECHNIKA
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes SZERVES KOMPONENSEK
DESZTILLAacuteCIOacuteMEMBRAacuteN-ALAPUacute
IONCSERESZŐREacuteS
STB
bullGCbullHPLCbullCE
leggyakrabban alkalmazott elvaacutelasztaacutestechnikai moacutedszerek
12 millioacute szerves vegyuumllet
KROMATOGRAacuteFIA
keacutemiai analiacutezisek ~70 ELVAacuteLASZTAacuteSI TECHNIKA
DETEKTOROKAz eluenst alkotoacute komponensek jelenleacuteteacuteben keacutepesnek kell lennie
a minta alkotoacuteinak meacutereacuteseacutere
bullcsak a mintaacutet alkotoacute komponensekre ad vaacutelaszjeletbullcsak az eluenst alkotoacute komponensekre ad vaacutelaszjelet (indirekt detektaacutelaacutes)
Eluens megvaacutelasztaacutesa mineacutel kisebb detektorjel
DetektorokKolonna idıben (teacuterben) elvaacutelasztja az egyes alkotoacutekat
Az adott komponens az eluenssel (vivıgaacutezzal) egyuumltt beaacuteramlik a detektorba
mennyiseacutegi analiacutezisa detektor aacuteltal elıaacutelliacutetott jel araacutenyos az anyag koncentraacutecioacutejaacuteval vagy idıegyseacuteg alatt bejutott mennyiseacutegeacutevel
univerzaacutelis minden molekulaacutera ad jeletszelektiacutevbizonyos vegyuumllettiacutepusokra ad jeletspecifikuscsak bizonyos molekulaacutekra ad jelet
destruktiacutevnem destruktiacutev
dinamikus tartomaacuteny az a koncentraacutecioacute tartomaacuteny amelyben a koncentraacutecioacute vaacuteltozaacutesa detektorjel vaacuteltozaacutest eredmeacutenyez
lineaacuteris tartomaacuteny T= mc (elteacutereacutes lt 5 )
eacuterzeacutekenyseacutegm (egyseacutegnyi koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutes hataacutesaacutera bekoumlvetkezı jelvaacuteltozaacutes)
kimutataacutesi hataacuteraz a koncentraacutecioacute melynek meacutereacuteseacuteneacutel a detektor vaacutelaszjele egyeacutertelmően megkuumlloumlnboumlztethetı a haacutetteacutertıl (LOD)
meghataacuterozaacutesi hataacuteraz a legkisebb koncentraacutecioacute amely megfelelı precizitaacutessal eacutes pontossaacuteggal meghataacuterozhatoacute (LOQ)
GC Detektorokhıvezetıkeacutepesseacuteg-meacuterı detektor (Thermal Conductivity D)
(kataromeacuteter)
nem destruktiacutevuniverzaacutelis
W-szaacutelak 100-200 mA főtıaacuteram
hiacutedkapcsolaacutes
dinamikus tartomaacuteny 105
LOD 5-50 ng
VivıgaacutezH2 HeN2
ellenaacutellaacutes megvaacuteltozaacutesa
laacutengionizaacutecioacutes detektor(FID)
hidrogeacutenlevegı eleggyel taacuteplaacutelt mikroeacutegı amely foumlleacute elektroacutedpaacutert helyeznek el
nem ionizaacutelhatoacute eluens N2 Ar He H2
A kolonnaacutet elhagyoacute szerves komponensek a laacutengba jutva toumlbbleacutepeacuteses reakcioacuteban oxigeacuten
koumlzremőkoumldeacuteseacutevel ionizaacuteloacutednak
a keacutepzıdoumltt ionok hataacutesaacutera aacuteram folyik ami erısiacuteteacutes utaacuten meacuterhetı
C-detektor minden eacuteghetı anyagra ad jelet
destruktiacutevdinamikus tartomaacuteny 105-106
LOD 005-05 ng
elektronbefogaacutesi detektor (ECD)β-sugaacuterzoacute radioaktiacutev forraacutes (pl 63Ni)
Az elektron aacuteramlaacutes kicsiny (10-12 A) aacutellandoacute elektromos aacuteramot hoz leacutetre a megfelelı feszuumlltseacutegre kapcsolt
elektroacutedok koumlzoumltt nagy elektronegativitaacutesuacute elemet tartalmazoacute
komponensek az elektromos teacuterben az elektronokat befogjaacutek eacutes iacutegy jelentısen csoumlkkentik az aacuteramot
oumlbliacutetıgaacutez bevezeteacutes
oumlbliacutetıgaacutez kivezeteacutes
anoacuted (+)
63Ni foacutelia (-) 1-10 V polarizaacutecioacutes feszuumlltseacuteg
bdquomake uprdquo gaacutez
kolonna
F O Cl Br
100000polikloacuterozott vegyuumlletek
(peszticidek)
10000trikloridok
1000monobromidok dikloridok
100alkoholok ketonok aminok
10eacuteterek eacuteszterek
0szeacutenhidrogeacutenek
relatiacutev vaacutelaszjel
vegyuumlletcsoport
dinamikus tartomaacuteny lt103
LOD 01-10 pg
Vivıgaacutez He (nagytisztasaacuteguacute)
Toumlreacutesmutatoacute meacutereacutesen alapuloacute detektoruniverzaacutelis detektor
a minta eacutes az eluens toumlreacutesmutatoacuteja koumlzti kuumlloumlnbseacuteget meacuteri
Diffrakcioacutes detektor feacutenyelhajlaacutes meacutereacutesen alapul
meacuterı aacutegreferencia aacuteg
tuumlkoumlr
feacutenyforraacutes
lencse
reacutes
detektor
HPLC
UniverzaacutelisKicsiny linearitaacutesLOD asymp 10 ng
UV-Vis spektrofotomeacuteterAlkalmazhatoacute UV-Vis tartomaacutenyban elnyel az adott komponens
Lambeert-BeerAλλλλ = ελλλλ c l
FeacutenyforraacutesUV deuteacuterium laacutempaVis volfraacutem laacutempa
reacutes
feacutenyforraacutes
monokromaacutetor
bdquofeacutenyosztoacuterdquo(splitter)
DETEKTOR
referencia aacuteg
meacuterı aacuteg
cella (kuumlvetta)I0
I0 I0
IDetektorfotodioacuteda
Cellakvarc kuumlvettal=5-10 mm
10-7100000
10-610000
10-51000
c [mol dm-3]
ελλλλ[dm3 mol-1cm-1]
l = 1 cmA = 001c = A (ελλλλ l)
A = 0001 --- 10-8 mol dm-3
Fluoreszcencia meacutereacutesen alapuloacute detektorfluoreszkaacuteloacute anyagok detektaacutelaacutesa
reacutes
feacutenyforraacutes
monokromaacutetorcella (kuumlvetta)
monokromaacutetor
Detektora kibocsaacutetott feacutenyt meacuteri
Szelektiacutev (specifikus) nincsenek zavaroacute komponensek (koeluacutecioacute nem annyira zavaroacute)
nagy eacuterzeacutekenyseacutegkis kimutataacutesi hataacuterLOD ~nM
Analitikai informaacutecioacuteminıseacutegi retencioacutes (migraacutecioacutes) idı
rt
tx r
R
R
x
r
=
retencioacutes (migraacutecioacutes) idı fuumlggalkalmazott koumlruumllmeacutenyekbullmozgoacutefaacutezis
bullanyagi minıseacutegbullaacuteramlaacutesi sebesseacuteg
bullaacutelloacutefaacutezisbullminıseacutegbullhossz
bullhımeacuterseacutekletbullpH ionerısseacutegbullstb
minıseacutegi informaacutecioacute UV-Vis spektrumNoumlvekvı igeacutenyek uacutej detektorok alkalmazaacutesa fejleszteacutese
TOumlMEGSPEKTROMEacuteTER
Kapcsolt technikaacutekMS mint kromatograacutefiaacutes detektor
A pontos eacutes megbiacutezhatoacute minıseacutegi eacutes mennyiseacutegi analiacutezis elkeacutepzelhetetlen a mintaacutet alkotoacute komponensek elvaacutelasztaacutesa neacutelkuumll
valoacutes mintaacutek komplex sokkomponenső rendszerek
elvaacutelasztaacutestechnikai eljaacuteraacutes alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges
A hagyomaacutenyos kromatograacutefiaacutes technikaacutek azonban meacuteg toumlkeacuteletes szeparaacutecioacute eseteacuten sem kiacutenaacutelnak abszoluacutet biztonsaacutegos minıseacutegi
azonosiacutetaacutestminıseacutegi informaacutecioacute csak az adott komponens retencioacutes viselkedeacutese
a manapsaacuteg megkoumlvetelt megbiacutezhatoacute eacutes reprodukaacutelhatoacute meghataacuterozaacutesok indokoljaacutek a toumlmegspektrometria eacutes az
elvaacutelasztaacutestechnikai moacutedszerek kombinaacutelaacutesaacutet
Toumlmegspektrometria (MS)
Alapelve a gaacutezaacutellapotuacute ionizaacutelt molekulaacutekat ezek toumlredeacutekeit (un fragmenseit) vagy bizonyos esetekben az atomokboacutel keacutepzıdoumltt ionokat toumlmeguumlk alapjaacuten szeacutetvaacutelasztja majd mennyiseacutegileg meghataacuterozza
1 mintabevitel eacutes a minta gaacutezaacutellapotba hozaacutesa2 ionizaacutecioacute eacutes bizonyos esetekben fragmentaacutecioacute
3 a keletkezett ionok toumllteacutesegyseacutegre jutoacute toumlmeguumlk szerinti elvaacutelasztaacutesa 4 a szeacutetvaacutelasztott kuumlloumlnboumlzı toumlmegő ionok mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesa
A keacuteszuumlleacutek feleacutepiacuteteacutese
mintabevitel ionforraacutes analizaacutetor detektor
vaacutekuumrendszer
vezeacuterlı- eacutes adatfeldolgozoacute rendszer
Nobel-diacutej 1922 1989 2002
(foto)elektronsokszorozoacute
Atmoszfeacuterikus nyomaacutesuacute ionizaacutecioacutes technikaacutekHPLC-MS
ESI (ElectroSpray Ionization)
APCI (Atmospheric Pressure Chemical Ionization)
nem szuumlkseacuteges ionok jelenleacutete az oldatbanelektromos kisuumlleacutes szekunder ionizaacutecioacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Kedvezıbb tulajdonsaacutegok kialakiacutetaacutesaDetektaacutelhatoacutesaacutegKromatograacutefiaacutes viselkedeacutes
keacutemiai reakcioacute segiacutetseacutegeacutevel megvaacuteltoztatjuk a kiindulaacutesi anyag valamely tulajdonsaacutegaacutet
derivatizaacuteloacuteszer megvaacutelasztaacutesa
molekula szerkezete (funkcioacutes csoportok)detektaacutelaacutes
El kell-e (el lehet-e) vaacutelasztani a maacutetrixtoacutel
Specifikus reakcioacutek egyszerősiacutethetik a mintaelıkeacutesziacuteteacutest ill az elvaacutelasztaacutest
MS csak az utoacutebbi eacutevtizedben vaacutelt megfizethetıveacutekorlaacutetai
bullionizaacutecioacutebulldraacutega
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Gaacutezkromatogaacutefiaacuteban
A mintakomponensek illeacutekonysaacutegaacutenak noumlveleacutese
Az anyagok termikus stabilitaacutesaacutenak noumlveleacutese
Csuacutecsaacutetfedeacutesek csoumlkkenteacutese (retencioacutes idı)
Detektaacutelhatoacutesaacuteg noumlveleacutese
A gaacutezkromatograacutefia bomlaacutes neacutelkuumll gızzeacute ill gaacutezzaacute alakiacutethatoacute vegyuumlletek elvaacutelasztaacutesaacutera eacutes analiacuteziseacutere szolgaacuteloacute moacutedszer
Elvaacutelasztaacutes alapja1 illeacutekonysaacuteg (forraacutespont)2 szerkezet
Illeacutekonysaacuteghıstabilitaacutes
~12 millioacute szerves vegyuumllet jelentıs reacuteszuumlk hıeacuterzeacutekenynagyobb jelentıseacuteggel ~ 50 ezer biacuter jelentıs reacutesze gaacutezkromatografaacutelhatoacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Folyadeacutekkromatograacutefiaacuteban
A detektaacutelaacutes (detektaacutelhatoacutesaacuteg) javiacutetaacutesa
bullkromofoacuterok beeacutepiacuteteacutese (UV-elnyeleacutes noumlveleacutese)
bullfluoreszcens csoportok beeacutepiacuteteacutese
bullkromatograacutefiaacutes viselkedeacutes befolyaacutesolaacutesa
korlaacutetOLDHATOacuteSAacuteG
kromatografaacutelaacutes elıtti (prekolumn)
bullnem kell gyorsnak lennibullnehezen automatizaacutelhatoacute bulla reagens koumlnnyen elvaacutelaszthatoacute legyenbullteljesen veacutegbemenjen
bullreprodukaacutelhatoacutebullgyors legyen
bullreagens ne zavarjonbullteljesen veacutegbemenjen
elvaacutelasztaacutes utaacuteni (posztkolumn)
A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet
GaacutezkromatograacutefisGaacutezkromatograacutefis derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes
1 1 AlkilszililAlkilszilil szaacutermazeacutekokszaacutermazeacutekok
A legaacuteltalaacutenosabban alkalmazott derivatizaacuteloacutereagensek (ldquotrimetilszililezırdquo szerek)
(CH3)3 Si NN
N-trimetilszililimidazol
CH3 C
N
O
Si(CH3)3
Si(CH3)3
NO-bisz-trimetilszililacetamid
Si CH3
CH3
CH3
N
CH3
C
O
CF3
N-metil-N-trimetilszilil-trifluoroacetamid
(CH3)3 Si N(C2H5)2
N-trimetilszilildietilamin
Szililezeacutes Illeacutekonysaacuteg noumlvekedeacutes
GCMSfragmentaacutecioacutes profilkarakterisztikus ionok (nyomanaliacutezis)
R3Si-X + Rrsquo-H R3Si-Rrsquo + X-H
OldoacuteszerekPiridin DMF DMSO THF ACN
SiCH3
CH3
CH3
Cl
Trimetilkloacuterszilaacuten
SiCH3
CH3
CH3
NH Si
CH3
CH3
CH3
Hexametildiszilazaacuten
Vizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi soraVizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi sora
R-OH gt Ph-OH gt RCOOH gt R-NH2 gt R-CONH-R
A A trimetilszilileztrimetilszililez ıı reagensek reaktivitreagensek reaktivitaacuteaacutesi sorasi sora
Trimetilszilil-imidazol gt NO-bisz(trimetilszilil)trifluoracetamid gt NO-bisz(trimetilszilil)acetamid gt Nmdashmetil-N-(trimetilszilil)-
trifluoroacetamid gt N-trimetilszilildietilamin gt N-metil-N-trimetilszilil-acetamid gt trimetilkloacuterszilaacuten gt hexametil-diszilazaacuten
Funkcioacutes csoport Funkcioacutes cs neve Szaacutermazeacutek Szaacutermazeacutek neve
OH Hidroxil OTMS Trimetilszilil-eacuteter
SH Tiol STMS Trimetilszilil-tioeacuteter
COOH Karboxil COOTMS Trimetilszilil-karboxilaacutet
POH Foszfaacutet POTMS Trimetilszilil-foszfaacutet
SOH Szulfaacutet SOTMS Trimetilszilil-szulfaacutet
NOH Nitraacutet NOTMS Trimetilszilil-nitraacutet
BOH Boraacutet BOTMS Trimetilszilil-boraacutet
NH2 Amin NHTMS N(TMS)2
Trimetilszilil-amin
NH Imin NTMS Trimetilszilil-imin
CONH2 Karbonsavamid CONHTMS N-Trimetilszilil-karbonsavamid
CH2-C=O Karbonil CH=COTMS Trimetilszilil-enoleacuteter
TrimetilszililTrimetilszilil szszaacuteaacutermazrmazeacuteeacutekot adkot adoacuteoacute funkcifunkci oacuteoacutes csoportoks csoportok
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
Aktiacutev hidrogeacutenatom csereacutelıdik ki alkil- (aril-) csoportra
Vegyuumllet keacuteplete Vegyuumllet neve Szaacutermazeacutek keacuteplete Szaacutermazeacutek neveRCOOH Karbonsav RCOOR1 EacuteszterRSO2OH Szulfonsav RSO2OR1 Szulfonsav eacuteszterROH Alkohol ROR1 EacuteterRSH Tioalkohol RSR1 TioeacuteterRNH2 Alkil-amin RN(R1)2 TrialkilaminR2NH Dialkilamin R2NR1 TrialkilaminRCONH2 Karbonsavamid RCONHR1 N-alkil-karbonsavamidRSO2NH2 Szulfonsavamid RSO2N(R1)2 NNrsquo-dialkil-szulfonamidRCOCH2COR β-diketon RCOCH=C(OR1)R β-acil-O-enoleacuteter
R(Ar) X
X = I Br
R = Me Et Pr Bz
+ R1COO- R(Ar) O C R1
O
+ X- Ag2O
NaH BaO
2
C H3N 2 + RC O O- RC O O C H3 + N2
C 2H 5N 2
N 2
RC O O C2H 5
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
1
(CH3)2N CH(O R1)2
R1 = CH3 C2H5 C3H7 C4H9
+ RCOOH
(fenolok amidok tiolok)
RCOOR1 + (CH3)2N CHO + R1OH
N N-dimetil-dialkilacetaacutel
3
Ag2O + alkil-halid
(Cl kisebb aktivitaacutes)
Diazo-alkaacutenokkal
Dialkil-acetaacutelok
Extraktiacutev alkilezeacutes
Savak fenolok alkoholok vagy amidok alkilezeacutese vizes koumlzegben
RCOO- + R4N+ RCOO-R4N
+
RCOO-R4N+
AQ
AQ
RCOO-R4N+
ORG
RCOO-R4N+
ORG+ R1I
RCOOR1 + R4N+I-
PirolitikusPirolitikus alkilezeacutesalkilezeacutes
RCOOH + C6H5(CH3)3N+OH- RCOO-C6H5N
+(CH3)3 + H2O
RCOO-C6H5N+(CH3)3 RCOOCH3 + C6H5N(CH3)2
ArilezeacutesArilezeacutes
NO2
NO2 F + RNH2
RSH
C6H5OH
NO2
NO2 NH R + HF
OximkeacutepzeacutesOximkeacutepzeacutes
C O
R1
R2
F
F F
F
F CH2O NH2+
H2O
F
F F
F
F CH2O N C
R1
R2
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Goumlroumlg Saacutendor Quo vadis analitika quo vadis analitikus
bdquoAz analitikai keacutemia az a tudomaacutenyaacuteg amelymoacutedszereket mőszereket eacutes strateacutegiaacutekat dolgoz ki eacutes alkalmaz hogyinformaacutecioacutekhoz jussunk az anyag oumlsszeteacuteteleacuterıl eacutes termeacuteszeteacuterıl teacuterbeneacutes idıben valamint az ezeket ceacutelzoacute meacutereacutesek eacuterteacutekeacuterıl vagyis a meacutereacutesek bizonytalansaacutegaacuteroacutel nyomonkoumlvethetıseacutegeacuterıl validaacutelaacutesaacuteroacutelrdquo
bdquoA jelenkori analitikai keacutemia interdiszciplinaacuteris tudomaacuteny amelykoumllcsoumlnhataacutesban van valamennyi termeacuteszettudomaacutennyal azorvostudomaacutennyal a toumlrveacutenyszeacuteki orvostannal azegeacuteszseacutegtudomaacutennyal valamennyi technikai eacutes meacuternoumlki tudomaacutennyal taacutemogataacutest nyuacutejt mindezeknekhelliprdquo
Analitikai keacutemiaa keacutemiai elemzeacutes tudomaacutenya
Alkalmazaacutesi teruumlletek
eacutelelmiszeripargyoacutegyszeriparkoumlrnyezetveacutedelemegeacuteszseacuteguumlgy (klinikai keacutemia)koumlnnyőipar neheacuteziparkozmetikumokőrkutataacutesreacutegeacuteszet stb
minıseacutegellenırzeacuteskiindulaacutesi anyagok eacutes termeacutekek jellemzeacutesebioloacutegiai rendszerek jellemzeacuteseszennyezı anyagok monitorozaacutesakutataacutesstb
Feladatok
NOBEL-diacutej
toumlmegspektrograacutefia (1922 1989 2002) szerves elemanaliacutezis (1923)
elektroforeacutezis (1948) kromatograacutefia (1952)
polarograacutefia (1959) C-14-es kormeghataacuterozaacutes (1960)
roumlntgenkrisztallograacutefia (1914 1915 1985)Raman-spektroszkoacutepia (1930)
NMR-spektroszkoacutepia (1944 1952 1991 2002)Moumlssbauer-spektroszkoacutepia (1961)
egyre noumlvekvı fontossaacutegadatok toumlmegtermeleacutese
megbiacutezhatoacutesaacuteggal szemben taacutemasztott noumlvekvı koumlvetelmeacutenyek
analitikai keacutemia legfontosabb pilleacutereibullspektroszkoacutepiabullelektroanalitika
bullELVAacuteLASZTAacuteSTUDOMAacuteNY
bullnoumlvekvı kihiacutevaacutesok bullegyre oumlsszetettebb rendszereket kell vizsgaacutelni
bullszelektivitaacutesbulleacuterzeacutekenyseacutegbullLOD (LOQ)
bullnoumlvekvı mintaszaacutem (bdquohigh throughputrdquo technikaacutek)
bullcsoumlkkenı mintamennyiseacutegbullbdquozoumlld analitikardquo
bullbdquolab on a chiprdquo
ELVAacuteLASZTAacuteSI TECHNIKA
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes SZERVES KOMPONENSEK
DESZTILLAacuteCIOacuteMEMBRAacuteN-ALAPUacute
IONCSERESZŐREacuteS
STB
bullGCbullHPLCbullCE
leggyakrabban alkalmazott elvaacutelasztaacutestechnikai moacutedszerek
12 millioacute szerves vegyuumllet
KROMATOGRAacuteFIA
keacutemiai analiacutezisek ~70 ELVAacuteLASZTAacuteSI TECHNIKA
DETEKTOROKAz eluenst alkotoacute komponensek jelenleacuteteacuteben keacutepesnek kell lennie
a minta alkotoacuteinak meacutereacuteseacutere
bullcsak a mintaacutet alkotoacute komponensekre ad vaacutelaszjeletbullcsak az eluenst alkotoacute komponensekre ad vaacutelaszjelet (indirekt detektaacutelaacutes)
Eluens megvaacutelasztaacutesa mineacutel kisebb detektorjel
DetektorokKolonna idıben (teacuterben) elvaacutelasztja az egyes alkotoacutekat
Az adott komponens az eluenssel (vivıgaacutezzal) egyuumltt beaacuteramlik a detektorba
mennyiseacutegi analiacutezisa detektor aacuteltal elıaacutelliacutetott jel araacutenyos az anyag koncentraacutecioacutejaacuteval vagy idıegyseacuteg alatt bejutott mennyiseacutegeacutevel
univerzaacutelis minden molekulaacutera ad jeletszelektiacutevbizonyos vegyuumllettiacutepusokra ad jeletspecifikuscsak bizonyos molekulaacutekra ad jelet
destruktiacutevnem destruktiacutev
dinamikus tartomaacuteny az a koncentraacutecioacute tartomaacuteny amelyben a koncentraacutecioacute vaacuteltozaacutesa detektorjel vaacuteltozaacutest eredmeacutenyez
lineaacuteris tartomaacuteny T= mc (elteacutereacutes lt 5 )
eacuterzeacutekenyseacutegm (egyseacutegnyi koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutes hataacutesaacutera bekoumlvetkezı jelvaacuteltozaacutes)
kimutataacutesi hataacuteraz a koncentraacutecioacute melynek meacutereacuteseacuteneacutel a detektor vaacutelaszjele egyeacutertelmően megkuumlloumlnboumlztethetı a haacutetteacutertıl (LOD)
meghataacuterozaacutesi hataacuteraz a legkisebb koncentraacutecioacute amely megfelelı precizitaacutessal eacutes pontossaacuteggal meghataacuterozhatoacute (LOQ)
GC Detektorokhıvezetıkeacutepesseacuteg-meacuterı detektor (Thermal Conductivity D)
(kataromeacuteter)
nem destruktiacutevuniverzaacutelis
W-szaacutelak 100-200 mA főtıaacuteram
hiacutedkapcsolaacutes
dinamikus tartomaacuteny 105
LOD 5-50 ng
VivıgaacutezH2 HeN2
ellenaacutellaacutes megvaacuteltozaacutesa
laacutengionizaacutecioacutes detektor(FID)
hidrogeacutenlevegı eleggyel taacuteplaacutelt mikroeacutegı amely foumlleacute elektroacutedpaacutert helyeznek el
nem ionizaacutelhatoacute eluens N2 Ar He H2
A kolonnaacutet elhagyoacute szerves komponensek a laacutengba jutva toumlbbleacutepeacuteses reakcioacuteban oxigeacuten
koumlzremőkoumldeacuteseacutevel ionizaacuteloacutednak
a keacutepzıdoumltt ionok hataacutesaacutera aacuteram folyik ami erısiacuteteacutes utaacuten meacuterhetı
C-detektor minden eacuteghetı anyagra ad jelet
destruktiacutevdinamikus tartomaacuteny 105-106
LOD 005-05 ng
elektronbefogaacutesi detektor (ECD)β-sugaacuterzoacute radioaktiacutev forraacutes (pl 63Ni)
Az elektron aacuteramlaacutes kicsiny (10-12 A) aacutellandoacute elektromos aacuteramot hoz leacutetre a megfelelı feszuumlltseacutegre kapcsolt
elektroacutedok koumlzoumltt nagy elektronegativitaacutesuacute elemet tartalmazoacute
komponensek az elektromos teacuterben az elektronokat befogjaacutek eacutes iacutegy jelentısen csoumlkkentik az aacuteramot
oumlbliacutetıgaacutez bevezeteacutes
oumlbliacutetıgaacutez kivezeteacutes
anoacuted (+)
63Ni foacutelia (-) 1-10 V polarizaacutecioacutes feszuumlltseacuteg
bdquomake uprdquo gaacutez
kolonna
F O Cl Br
100000polikloacuterozott vegyuumlletek
(peszticidek)
10000trikloridok
1000monobromidok dikloridok
100alkoholok ketonok aminok
10eacuteterek eacuteszterek
0szeacutenhidrogeacutenek
relatiacutev vaacutelaszjel
vegyuumlletcsoport
dinamikus tartomaacuteny lt103
LOD 01-10 pg
Vivıgaacutez He (nagytisztasaacuteguacute)
Toumlreacutesmutatoacute meacutereacutesen alapuloacute detektoruniverzaacutelis detektor
a minta eacutes az eluens toumlreacutesmutatoacuteja koumlzti kuumlloumlnbseacuteget meacuteri
Diffrakcioacutes detektor feacutenyelhajlaacutes meacutereacutesen alapul
meacuterı aacutegreferencia aacuteg
tuumlkoumlr
feacutenyforraacutes
lencse
reacutes
detektor
HPLC
UniverzaacutelisKicsiny linearitaacutesLOD asymp 10 ng
UV-Vis spektrofotomeacuteterAlkalmazhatoacute UV-Vis tartomaacutenyban elnyel az adott komponens
Lambeert-BeerAλλλλ = ελλλλ c l
FeacutenyforraacutesUV deuteacuterium laacutempaVis volfraacutem laacutempa
reacutes
feacutenyforraacutes
monokromaacutetor
bdquofeacutenyosztoacuterdquo(splitter)
DETEKTOR
referencia aacuteg
meacuterı aacuteg
cella (kuumlvetta)I0
I0 I0
IDetektorfotodioacuteda
Cellakvarc kuumlvettal=5-10 mm
10-7100000
10-610000
10-51000
c [mol dm-3]
ελλλλ[dm3 mol-1cm-1]
l = 1 cmA = 001c = A (ελλλλ l)
A = 0001 --- 10-8 mol dm-3
Fluoreszcencia meacutereacutesen alapuloacute detektorfluoreszkaacuteloacute anyagok detektaacutelaacutesa
reacutes
feacutenyforraacutes
monokromaacutetorcella (kuumlvetta)
monokromaacutetor
Detektora kibocsaacutetott feacutenyt meacuteri
Szelektiacutev (specifikus) nincsenek zavaroacute komponensek (koeluacutecioacute nem annyira zavaroacute)
nagy eacuterzeacutekenyseacutegkis kimutataacutesi hataacuterLOD ~nM
Analitikai informaacutecioacuteminıseacutegi retencioacutes (migraacutecioacutes) idı
rt
tx r
R
R
x
r
=
retencioacutes (migraacutecioacutes) idı fuumlggalkalmazott koumlruumllmeacutenyekbullmozgoacutefaacutezis
bullanyagi minıseacutegbullaacuteramlaacutesi sebesseacuteg
bullaacutelloacutefaacutezisbullminıseacutegbullhossz
bullhımeacuterseacutekletbullpH ionerısseacutegbullstb
minıseacutegi informaacutecioacute UV-Vis spektrumNoumlvekvı igeacutenyek uacutej detektorok alkalmazaacutesa fejleszteacutese
TOumlMEGSPEKTROMEacuteTER
Kapcsolt technikaacutekMS mint kromatograacutefiaacutes detektor
A pontos eacutes megbiacutezhatoacute minıseacutegi eacutes mennyiseacutegi analiacutezis elkeacutepzelhetetlen a mintaacutet alkotoacute komponensek elvaacutelasztaacutesa neacutelkuumll
valoacutes mintaacutek komplex sokkomponenső rendszerek
elvaacutelasztaacutestechnikai eljaacuteraacutes alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges
A hagyomaacutenyos kromatograacutefiaacutes technikaacutek azonban meacuteg toumlkeacuteletes szeparaacutecioacute eseteacuten sem kiacutenaacutelnak abszoluacutet biztonsaacutegos minıseacutegi
azonosiacutetaacutestminıseacutegi informaacutecioacute csak az adott komponens retencioacutes viselkedeacutese
a manapsaacuteg megkoumlvetelt megbiacutezhatoacute eacutes reprodukaacutelhatoacute meghataacuterozaacutesok indokoljaacutek a toumlmegspektrometria eacutes az
elvaacutelasztaacutestechnikai moacutedszerek kombinaacutelaacutesaacutet
Toumlmegspektrometria (MS)
Alapelve a gaacutezaacutellapotuacute ionizaacutelt molekulaacutekat ezek toumlredeacutekeit (un fragmenseit) vagy bizonyos esetekben az atomokboacutel keacutepzıdoumltt ionokat toumlmeguumlk alapjaacuten szeacutetvaacutelasztja majd mennyiseacutegileg meghataacuterozza
1 mintabevitel eacutes a minta gaacutezaacutellapotba hozaacutesa2 ionizaacutecioacute eacutes bizonyos esetekben fragmentaacutecioacute
3 a keletkezett ionok toumllteacutesegyseacutegre jutoacute toumlmeguumlk szerinti elvaacutelasztaacutesa 4 a szeacutetvaacutelasztott kuumlloumlnboumlzı toumlmegő ionok mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesa
A keacuteszuumlleacutek feleacutepiacuteteacutese
mintabevitel ionforraacutes analizaacutetor detektor
vaacutekuumrendszer
vezeacuterlı- eacutes adatfeldolgozoacute rendszer
Nobel-diacutej 1922 1989 2002
(foto)elektronsokszorozoacute
Atmoszfeacuterikus nyomaacutesuacute ionizaacutecioacutes technikaacutekHPLC-MS
ESI (ElectroSpray Ionization)
APCI (Atmospheric Pressure Chemical Ionization)
nem szuumlkseacuteges ionok jelenleacutete az oldatbanelektromos kisuumlleacutes szekunder ionizaacutecioacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Kedvezıbb tulajdonsaacutegok kialakiacutetaacutesaDetektaacutelhatoacutesaacutegKromatograacutefiaacutes viselkedeacutes
keacutemiai reakcioacute segiacutetseacutegeacutevel megvaacuteltoztatjuk a kiindulaacutesi anyag valamely tulajdonsaacutegaacutet
derivatizaacuteloacuteszer megvaacutelasztaacutesa
molekula szerkezete (funkcioacutes csoportok)detektaacutelaacutes
El kell-e (el lehet-e) vaacutelasztani a maacutetrixtoacutel
Specifikus reakcioacutek egyszerősiacutethetik a mintaelıkeacutesziacuteteacutest ill az elvaacutelasztaacutest
MS csak az utoacutebbi eacutevtizedben vaacutelt megfizethetıveacutekorlaacutetai
bullionizaacutecioacutebulldraacutega
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Gaacutezkromatogaacutefiaacuteban
A mintakomponensek illeacutekonysaacutegaacutenak noumlveleacutese
Az anyagok termikus stabilitaacutesaacutenak noumlveleacutese
Csuacutecsaacutetfedeacutesek csoumlkkenteacutese (retencioacutes idı)
Detektaacutelhatoacutesaacuteg noumlveleacutese
A gaacutezkromatograacutefia bomlaacutes neacutelkuumll gızzeacute ill gaacutezzaacute alakiacutethatoacute vegyuumlletek elvaacutelasztaacutesaacutera eacutes analiacuteziseacutere szolgaacuteloacute moacutedszer
Elvaacutelasztaacutes alapja1 illeacutekonysaacuteg (forraacutespont)2 szerkezet
Illeacutekonysaacuteghıstabilitaacutes
~12 millioacute szerves vegyuumllet jelentıs reacuteszuumlk hıeacuterzeacutekenynagyobb jelentıseacuteggel ~ 50 ezer biacuter jelentıs reacutesze gaacutezkromatografaacutelhatoacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Folyadeacutekkromatograacutefiaacuteban
A detektaacutelaacutes (detektaacutelhatoacutesaacuteg) javiacutetaacutesa
bullkromofoacuterok beeacutepiacuteteacutese (UV-elnyeleacutes noumlveleacutese)
bullfluoreszcens csoportok beeacutepiacuteteacutese
bullkromatograacutefiaacutes viselkedeacutes befolyaacutesolaacutesa
korlaacutetOLDHATOacuteSAacuteG
kromatografaacutelaacutes elıtti (prekolumn)
bullnem kell gyorsnak lennibullnehezen automatizaacutelhatoacute bulla reagens koumlnnyen elvaacutelaszthatoacute legyenbullteljesen veacutegbemenjen
bullreprodukaacutelhatoacutebullgyors legyen
bullreagens ne zavarjonbullteljesen veacutegbemenjen
elvaacutelasztaacutes utaacuteni (posztkolumn)
A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet
GaacutezkromatograacutefisGaacutezkromatograacutefis derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes
1 1 AlkilszililAlkilszilil szaacutermazeacutekokszaacutermazeacutekok
A legaacuteltalaacutenosabban alkalmazott derivatizaacuteloacutereagensek (ldquotrimetilszililezırdquo szerek)
(CH3)3 Si NN
N-trimetilszililimidazol
CH3 C
N
O
Si(CH3)3
Si(CH3)3
NO-bisz-trimetilszililacetamid
Si CH3
CH3
CH3
N
CH3
C
O
CF3
N-metil-N-trimetilszilil-trifluoroacetamid
(CH3)3 Si N(C2H5)2
N-trimetilszilildietilamin
Szililezeacutes Illeacutekonysaacuteg noumlvekedeacutes
GCMSfragmentaacutecioacutes profilkarakterisztikus ionok (nyomanaliacutezis)
R3Si-X + Rrsquo-H R3Si-Rrsquo + X-H
OldoacuteszerekPiridin DMF DMSO THF ACN
SiCH3
CH3
CH3
Cl
Trimetilkloacuterszilaacuten
SiCH3
CH3
CH3
NH Si
CH3
CH3
CH3
Hexametildiszilazaacuten
Vizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi soraVizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi sora
R-OH gt Ph-OH gt RCOOH gt R-NH2 gt R-CONH-R
A A trimetilszilileztrimetilszililez ıı reagensek reaktivitreagensek reaktivitaacuteaacutesi sorasi sora
Trimetilszilil-imidazol gt NO-bisz(trimetilszilil)trifluoracetamid gt NO-bisz(trimetilszilil)acetamid gt Nmdashmetil-N-(trimetilszilil)-
trifluoroacetamid gt N-trimetilszilildietilamin gt N-metil-N-trimetilszilil-acetamid gt trimetilkloacuterszilaacuten gt hexametil-diszilazaacuten
Funkcioacutes csoport Funkcioacutes cs neve Szaacutermazeacutek Szaacutermazeacutek neve
OH Hidroxil OTMS Trimetilszilil-eacuteter
SH Tiol STMS Trimetilszilil-tioeacuteter
COOH Karboxil COOTMS Trimetilszilil-karboxilaacutet
POH Foszfaacutet POTMS Trimetilszilil-foszfaacutet
SOH Szulfaacutet SOTMS Trimetilszilil-szulfaacutet
NOH Nitraacutet NOTMS Trimetilszilil-nitraacutet
BOH Boraacutet BOTMS Trimetilszilil-boraacutet
NH2 Amin NHTMS N(TMS)2
Trimetilszilil-amin
NH Imin NTMS Trimetilszilil-imin
CONH2 Karbonsavamid CONHTMS N-Trimetilszilil-karbonsavamid
CH2-C=O Karbonil CH=COTMS Trimetilszilil-enoleacuteter
TrimetilszililTrimetilszilil szszaacuteaacutermazrmazeacuteeacutekot adkot adoacuteoacute funkcifunkci oacuteoacutes csoportoks csoportok
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
Aktiacutev hidrogeacutenatom csereacutelıdik ki alkil- (aril-) csoportra
Vegyuumllet keacuteplete Vegyuumllet neve Szaacutermazeacutek keacuteplete Szaacutermazeacutek neveRCOOH Karbonsav RCOOR1 EacuteszterRSO2OH Szulfonsav RSO2OR1 Szulfonsav eacuteszterROH Alkohol ROR1 EacuteterRSH Tioalkohol RSR1 TioeacuteterRNH2 Alkil-amin RN(R1)2 TrialkilaminR2NH Dialkilamin R2NR1 TrialkilaminRCONH2 Karbonsavamid RCONHR1 N-alkil-karbonsavamidRSO2NH2 Szulfonsavamid RSO2N(R1)2 NNrsquo-dialkil-szulfonamidRCOCH2COR β-diketon RCOCH=C(OR1)R β-acil-O-enoleacuteter
R(Ar) X
X = I Br
R = Me Et Pr Bz
+ R1COO- R(Ar) O C R1
O
+ X- Ag2O
NaH BaO
2
C H3N 2 + RC O O- RC O O C H3 + N2
C 2H 5N 2
N 2
RC O O C2H 5
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
1
(CH3)2N CH(O R1)2
R1 = CH3 C2H5 C3H7 C4H9
+ RCOOH
(fenolok amidok tiolok)
RCOOR1 + (CH3)2N CHO + R1OH
N N-dimetil-dialkilacetaacutel
3
Ag2O + alkil-halid
(Cl kisebb aktivitaacutes)
Diazo-alkaacutenokkal
Dialkil-acetaacutelok
Extraktiacutev alkilezeacutes
Savak fenolok alkoholok vagy amidok alkilezeacutese vizes koumlzegben
RCOO- + R4N+ RCOO-R4N
+
RCOO-R4N+
AQ
AQ
RCOO-R4N+
ORG
RCOO-R4N+
ORG+ R1I
RCOOR1 + R4N+I-
PirolitikusPirolitikus alkilezeacutesalkilezeacutes
RCOOH + C6H5(CH3)3N+OH- RCOO-C6H5N
+(CH3)3 + H2O
RCOO-C6H5N+(CH3)3 RCOOCH3 + C6H5N(CH3)2
ArilezeacutesArilezeacutes
NO2
NO2 F + RNH2
RSH
C6H5OH
NO2
NO2 NH R + HF
OximkeacutepzeacutesOximkeacutepzeacutes
C O
R1
R2
F
F F
F
F CH2O NH2+
H2O
F
F F
F
F CH2O N C
R1
R2
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Analitikai keacutemiaa keacutemiai elemzeacutes tudomaacutenya
Alkalmazaacutesi teruumlletek
eacutelelmiszeripargyoacutegyszeriparkoumlrnyezetveacutedelemegeacuteszseacuteguumlgy (klinikai keacutemia)koumlnnyőipar neheacuteziparkozmetikumokőrkutataacutesreacutegeacuteszet stb
minıseacutegellenırzeacuteskiindulaacutesi anyagok eacutes termeacutekek jellemzeacutesebioloacutegiai rendszerek jellemzeacuteseszennyezı anyagok monitorozaacutesakutataacutesstb
Feladatok
NOBEL-diacutej
toumlmegspektrograacutefia (1922 1989 2002) szerves elemanaliacutezis (1923)
elektroforeacutezis (1948) kromatograacutefia (1952)
polarograacutefia (1959) C-14-es kormeghataacuterozaacutes (1960)
roumlntgenkrisztallograacutefia (1914 1915 1985)Raman-spektroszkoacutepia (1930)
NMR-spektroszkoacutepia (1944 1952 1991 2002)Moumlssbauer-spektroszkoacutepia (1961)
egyre noumlvekvı fontossaacutegadatok toumlmegtermeleacutese
megbiacutezhatoacutesaacuteggal szemben taacutemasztott noumlvekvı koumlvetelmeacutenyek
analitikai keacutemia legfontosabb pilleacutereibullspektroszkoacutepiabullelektroanalitika
bullELVAacuteLASZTAacuteSTUDOMAacuteNY
bullnoumlvekvı kihiacutevaacutesok bullegyre oumlsszetettebb rendszereket kell vizsgaacutelni
bullszelektivitaacutesbulleacuterzeacutekenyseacutegbullLOD (LOQ)
bullnoumlvekvı mintaszaacutem (bdquohigh throughputrdquo technikaacutek)
bullcsoumlkkenı mintamennyiseacutegbullbdquozoumlld analitikardquo
bullbdquolab on a chiprdquo
ELVAacuteLASZTAacuteSI TECHNIKA
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes SZERVES KOMPONENSEK
DESZTILLAacuteCIOacuteMEMBRAacuteN-ALAPUacute
IONCSERESZŐREacuteS
STB
bullGCbullHPLCbullCE
leggyakrabban alkalmazott elvaacutelasztaacutestechnikai moacutedszerek
12 millioacute szerves vegyuumllet
KROMATOGRAacuteFIA
keacutemiai analiacutezisek ~70 ELVAacuteLASZTAacuteSI TECHNIKA
DETEKTOROKAz eluenst alkotoacute komponensek jelenleacuteteacuteben keacutepesnek kell lennie
a minta alkotoacuteinak meacutereacuteseacutere
bullcsak a mintaacutet alkotoacute komponensekre ad vaacutelaszjeletbullcsak az eluenst alkotoacute komponensekre ad vaacutelaszjelet (indirekt detektaacutelaacutes)
Eluens megvaacutelasztaacutesa mineacutel kisebb detektorjel
DetektorokKolonna idıben (teacuterben) elvaacutelasztja az egyes alkotoacutekat
Az adott komponens az eluenssel (vivıgaacutezzal) egyuumltt beaacuteramlik a detektorba
mennyiseacutegi analiacutezisa detektor aacuteltal elıaacutelliacutetott jel araacutenyos az anyag koncentraacutecioacutejaacuteval vagy idıegyseacuteg alatt bejutott mennyiseacutegeacutevel
univerzaacutelis minden molekulaacutera ad jeletszelektiacutevbizonyos vegyuumllettiacutepusokra ad jeletspecifikuscsak bizonyos molekulaacutekra ad jelet
destruktiacutevnem destruktiacutev
dinamikus tartomaacuteny az a koncentraacutecioacute tartomaacuteny amelyben a koncentraacutecioacute vaacuteltozaacutesa detektorjel vaacuteltozaacutest eredmeacutenyez
lineaacuteris tartomaacuteny T= mc (elteacutereacutes lt 5 )
eacuterzeacutekenyseacutegm (egyseacutegnyi koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutes hataacutesaacutera bekoumlvetkezı jelvaacuteltozaacutes)
kimutataacutesi hataacuteraz a koncentraacutecioacute melynek meacutereacuteseacuteneacutel a detektor vaacutelaszjele egyeacutertelmően megkuumlloumlnboumlztethetı a haacutetteacutertıl (LOD)
meghataacuterozaacutesi hataacuteraz a legkisebb koncentraacutecioacute amely megfelelı precizitaacutessal eacutes pontossaacuteggal meghataacuterozhatoacute (LOQ)
GC Detektorokhıvezetıkeacutepesseacuteg-meacuterı detektor (Thermal Conductivity D)
(kataromeacuteter)
nem destruktiacutevuniverzaacutelis
W-szaacutelak 100-200 mA főtıaacuteram
hiacutedkapcsolaacutes
dinamikus tartomaacuteny 105
LOD 5-50 ng
VivıgaacutezH2 HeN2
ellenaacutellaacutes megvaacuteltozaacutesa
laacutengionizaacutecioacutes detektor(FID)
hidrogeacutenlevegı eleggyel taacuteplaacutelt mikroeacutegı amely foumlleacute elektroacutedpaacutert helyeznek el
nem ionizaacutelhatoacute eluens N2 Ar He H2
A kolonnaacutet elhagyoacute szerves komponensek a laacutengba jutva toumlbbleacutepeacuteses reakcioacuteban oxigeacuten
koumlzremőkoumldeacuteseacutevel ionizaacuteloacutednak
a keacutepzıdoumltt ionok hataacutesaacutera aacuteram folyik ami erısiacuteteacutes utaacuten meacuterhetı
C-detektor minden eacuteghetı anyagra ad jelet
destruktiacutevdinamikus tartomaacuteny 105-106
LOD 005-05 ng
elektronbefogaacutesi detektor (ECD)β-sugaacuterzoacute radioaktiacutev forraacutes (pl 63Ni)
Az elektron aacuteramlaacutes kicsiny (10-12 A) aacutellandoacute elektromos aacuteramot hoz leacutetre a megfelelı feszuumlltseacutegre kapcsolt
elektroacutedok koumlzoumltt nagy elektronegativitaacutesuacute elemet tartalmazoacute
komponensek az elektromos teacuterben az elektronokat befogjaacutek eacutes iacutegy jelentısen csoumlkkentik az aacuteramot
oumlbliacutetıgaacutez bevezeteacutes
oumlbliacutetıgaacutez kivezeteacutes
anoacuted (+)
63Ni foacutelia (-) 1-10 V polarizaacutecioacutes feszuumlltseacuteg
bdquomake uprdquo gaacutez
kolonna
F O Cl Br
100000polikloacuterozott vegyuumlletek
(peszticidek)
10000trikloridok
1000monobromidok dikloridok
100alkoholok ketonok aminok
10eacuteterek eacuteszterek
0szeacutenhidrogeacutenek
relatiacutev vaacutelaszjel
vegyuumlletcsoport
dinamikus tartomaacuteny lt103
LOD 01-10 pg
Vivıgaacutez He (nagytisztasaacuteguacute)
Toumlreacutesmutatoacute meacutereacutesen alapuloacute detektoruniverzaacutelis detektor
a minta eacutes az eluens toumlreacutesmutatoacuteja koumlzti kuumlloumlnbseacuteget meacuteri
Diffrakcioacutes detektor feacutenyelhajlaacutes meacutereacutesen alapul
meacuterı aacutegreferencia aacuteg
tuumlkoumlr
feacutenyforraacutes
lencse
reacutes
detektor
HPLC
UniverzaacutelisKicsiny linearitaacutesLOD asymp 10 ng
UV-Vis spektrofotomeacuteterAlkalmazhatoacute UV-Vis tartomaacutenyban elnyel az adott komponens
Lambeert-BeerAλλλλ = ελλλλ c l
FeacutenyforraacutesUV deuteacuterium laacutempaVis volfraacutem laacutempa
reacutes
feacutenyforraacutes
monokromaacutetor
bdquofeacutenyosztoacuterdquo(splitter)
DETEKTOR
referencia aacuteg
meacuterı aacuteg
cella (kuumlvetta)I0
I0 I0
IDetektorfotodioacuteda
Cellakvarc kuumlvettal=5-10 mm
10-7100000
10-610000
10-51000
c [mol dm-3]
ελλλλ[dm3 mol-1cm-1]
l = 1 cmA = 001c = A (ελλλλ l)
A = 0001 --- 10-8 mol dm-3
Fluoreszcencia meacutereacutesen alapuloacute detektorfluoreszkaacuteloacute anyagok detektaacutelaacutesa
reacutes
feacutenyforraacutes
monokromaacutetorcella (kuumlvetta)
monokromaacutetor
Detektora kibocsaacutetott feacutenyt meacuteri
Szelektiacutev (specifikus) nincsenek zavaroacute komponensek (koeluacutecioacute nem annyira zavaroacute)
nagy eacuterzeacutekenyseacutegkis kimutataacutesi hataacuterLOD ~nM
Analitikai informaacutecioacuteminıseacutegi retencioacutes (migraacutecioacutes) idı
rt
tx r
R
R
x
r
=
retencioacutes (migraacutecioacutes) idı fuumlggalkalmazott koumlruumllmeacutenyekbullmozgoacutefaacutezis
bullanyagi minıseacutegbullaacuteramlaacutesi sebesseacuteg
bullaacutelloacutefaacutezisbullminıseacutegbullhossz
bullhımeacuterseacutekletbullpH ionerısseacutegbullstb
minıseacutegi informaacutecioacute UV-Vis spektrumNoumlvekvı igeacutenyek uacutej detektorok alkalmazaacutesa fejleszteacutese
TOumlMEGSPEKTROMEacuteTER
Kapcsolt technikaacutekMS mint kromatograacutefiaacutes detektor
A pontos eacutes megbiacutezhatoacute minıseacutegi eacutes mennyiseacutegi analiacutezis elkeacutepzelhetetlen a mintaacutet alkotoacute komponensek elvaacutelasztaacutesa neacutelkuumll
valoacutes mintaacutek komplex sokkomponenső rendszerek
elvaacutelasztaacutestechnikai eljaacuteraacutes alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges
A hagyomaacutenyos kromatograacutefiaacutes technikaacutek azonban meacuteg toumlkeacuteletes szeparaacutecioacute eseteacuten sem kiacutenaacutelnak abszoluacutet biztonsaacutegos minıseacutegi
azonosiacutetaacutestminıseacutegi informaacutecioacute csak az adott komponens retencioacutes viselkedeacutese
a manapsaacuteg megkoumlvetelt megbiacutezhatoacute eacutes reprodukaacutelhatoacute meghataacuterozaacutesok indokoljaacutek a toumlmegspektrometria eacutes az
elvaacutelasztaacutestechnikai moacutedszerek kombinaacutelaacutesaacutet
Toumlmegspektrometria (MS)
Alapelve a gaacutezaacutellapotuacute ionizaacutelt molekulaacutekat ezek toumlredeacutekeit (un fragmenseit) vagy bizonyos esetekben az atomokboacutel keacutepzıdoumltt ionokat toumlmeguumlk alapjaacuten szeacutetvaacutelasztja majd mennyiseacutegileg meghataacuterozza
1 mintabevitel eacutes a minta gaacutezaacutellapotba hozaacutesa2 ionizaacutecioacute eacutes bizonyos esetekben fragmentaacutecioacute
3 a keletkezett ionok toumllteacutesegyseacutegre jutoacute toumlmeguumlk szerinti elvaacutelasztaacutesa 4 a szeacutetvaacutelasztott kuumlloumlnboumlzı toumlmegő ionok mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesa
A keacuteszuumlleacutek feleacutepiacuteteacutese
mintabevitel ionforraacutes analizaacutetor detektor
vaacutekuumrendszer
vezeacuterlı- eacutes adatfeldolgozoacute rendszer
Nobel-diacutej 1922 1989 2002
(foto)elektronsokszorozoacute
Atmoszfeacuterikus nyomaacutesuacute ionizaacutecioacutes technikaacutekHPLC-MS
ESI (ElectroSpray Ionization)
APCI (Atmospheric Pressure Chemical Ionization)
nem szuumlkseacuteges ionok jelenleacutete az oldatbanelektromos kisuumlleacutes szekunder ionizaacutecioacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Kedvezıbb tulajdonsaacutegok kialakiacutetaacutesaDetektaacutelhatoacutesaacutegKromatograacutefiaacutes viselkedeacutes
keacutemiai reakcioacute segiacutetseacutegeacutevel megvaacuteltoztatjuk a kiindulaacutesi anyag valamely tulajdonsaacutegaacutet
derivatizaacuteloacuteszer megvaacutelasztaacutesa
molekula szerkezete (funkcioacutes csoportok)detektaacutelaacutes
El kell-e (el lehet-e) vaacutelasztani a maacutetrixtoacutel
Specifikus reakcioacutek egyszerősiacutethetik a mintaelıkeacutesziacuteteacutest ill az elvaacutelasztaacutest
MS csak az utoacutebbi eacutevtizedben vaacutelt megfizethetıveacutekorlaacutetai
bullionizaacutecioacutebulldraacutega
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Gaacutezkromatogaacutefiaacuteban
A mintakomponensek illeacutekonysaacutegaacutenak noumlveleacutese
Az anyagok termikus stabilitaacutesaacutenak noumlveleacutese
Csuacutecsaacutetfedeacutesek csoumlkkenteacutese (retencioacutes idı)
Detektaacutelhatoacutesaacuteg noumlveleacutese
A gaacutezkromatograacutefia bomlaacutes neacutelkuumll gızzeacute ill gaacutezzaacute alakiacutethatoacute vegyuumlletek elvaacutelasztaacutesaacutera eacutes analiacuteziseacutere szolgaacuteloacute moacutedszer
Elvaacutelasztaacutes alapja1 illeacutekonysaacuteg (forraacutespont)2 szerkezet
Illeacutekonysaacuteghıstabilitaacutes
~12 millioacute szerves vegyuumllet jelentıs reacuteszuumlk hıeacuterzeacutekenynagyobb jelentıseacuteggel ~ 50 ezer biacuter jelentıs reacutesze gaacutezkromatografaacutelhatoacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Folyadeacutekkromatograacutefiaacuteban
A detektaacutelaacutes (detektaacutelhatoacutesaacuteg) javiacutetaacutesa
bullkromofoacuterok beeacutepiacuteteacutese (UV-elnyeleacutes noumlveleacutese)
bullfluoreszcens csoportok beeacutepiacuteteacutese
bullkromatograacutefiaacutes viselkedeacutes befolyaacutesolaacutesa
korlaacutetOLDHATOacuteSAacuteG
kromatografaacutelaacutes elıtti (prekolumn)
bullnem kell gyorsnak lennibullnehezen automatizaacutelhatoacute bulla reagens koumlnnyen elvaacutelaszthatoacute legyenbullteljesen veacutegbemenjen
bullreprodukaacutelhatoacutebullgyors legyen
bullreagens ne zavarjonbullteljesen veacutegbemenjen
elvaacutelasztaacutes utaacuteni (posztkolumn)
A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet
GaacutezkromatograacutefisGaacutezkromatograacutefis derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes
1 1 AlkilszililAlkilszilil szaacutermazeacutekokszaacutermazeacutekok
A legaacuteltalaacutenosabban alkalmazott derivatizaacuteloacutereagensek (ldquotrimetilszililezırdquo szerek)
(CH3)3 Si NN
N-trimetilszililimidazol
CH3 C
N
O
Si(CH3)3
Si(CH3)3
NO-bisz-trimetilszililacetamid
Si CH3
CH3
CH3
N
CH3
C
O
CF3
N-metil-N-trimetilszilil-trifluoroacetamid
(CH3)3 Si N(C2H5)2
N-trimetilszilildietilamin
Szililezeacutes Illeacutekonysaacuteg noumlvekedeacutes
GCMSfragmentaacutecioacutes profilkarakterisztikus ionok (nyomanaliacutezis)
R3Si-X + Rrsquo-H R3Si-Rrsquo + X-H
OldoacuteszerekPiridin DMF DMSO THF ACN
SiCH3
CH3
CH3
Cl
Trimetilkloacuterszilaacuten
SiCH3
CH3
CH3
NH Si
CH3
CH3
CH3
Hexametildiszilazaacuten
Vizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi soraVizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi sora
R-OH gt Ph-OH gt RCOOH gt R-NH2 gt R-CONH-R
A A trimetilszilileztrimetilszililez ıı reagensek reaktivitreagensek reaktivitaacuteaacutesi sorasi sora
Trimetilszilil-imidazol gt NO-bisz(trimetilszilil)trifluoracetamid gt NO-bisz(trimetilszilil)acetamid gt Nmdashmetil-N-(trimetilszilil)-
trifluoroacetamid gt N-trimetilszilildietilamin gt N-metil-N-trimetilszilil-acetamid gt trimetilkloacuterszilaacuten gt hexametil-diszilazaacuten
Funkcioacutes csoport Funkcioacutes cs neve Szaacutermazeacutek Szaacutermazeacutek neve
OH Hidroxil OTMS Trimetilszilil-eacuteter
SH Tiol STMS Trimetilszilil-tioeacuteter
COOH Karboxil COOTMS Trimetilszilil-karboxilaacutet
POH Foszfaacutet POTMS Trimetilszilil-foszfaacutet
SOH Szulfaacutet SOTMS Trimetilszilil-szulfaacutet
NOH Nitraacutet NOTMS Trimetilszilil-nitraacutet
BOH Boraacutet BOTMS Trimetilszilil-boraacutet
NH2 Amin NHTMS N(TMS)2
Trimetilszilil-amin
NH Imin NTMS Trimetilszilil-imin
CONH2 Karbonsavamid CONHTMS N-Trimetilszilil-karbonsavamid
CH2-C=O Karbonil CH=COTMS Trimetilszilil-enoleacuteter
TrimetilszililTrimetilszilil szszaacuteaacutermazrmazeacuteeacutekot adkot adoacuteoacute funkcifunkci oacuteoacutes csoportoks csoportok
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
Aktiacutev hidrogeacutenatom csereacutelıdik ki alkil- (aril-) csoportra
Vegyuumllet keacuteplete Vegyuumllet neve Szaacutermazeacutek keacuteplete Szaacutermazeacutek neveRCOOH Karbonsav RCOOR1 EacuteszterRSO2OH Szulfonsav RSO2OR1 Szulfonsav eacuteszterROH Alkohol ROR1 EacuteterRSH Tioalkohol RSR1 TioeacuteterRNH2 Alkil-amin RN(R1)2 TrialkilaminR2NH Dialkilamin R2NR1 TrialkilaminRCONH2 Karbonsavamid RCONHR1 N-alkil-karbonsavamidRSO2NH2 Szulfonsavamid RSO2N(R1)2 NNrsquo-dialkil-szulfonamidRCOCH2COR β-diketon RCOCH=C(OR1)R β-acil-O-enoleacuteter
R(Ar) X
X = I Br
R = Me Et Pr Bz
+ R1COO- R(Ar) O C R1
O
+ X- Ag2O
NaH BaO
2
C H3N 2 + RC O O- RC O O C H3 + N2
C 2H 5N 2
N 2
RC O O C2H 5
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
1
(CH3)2N CH(O R1)2
R1 = CH3 C2H5 C3H7 C4H9
+ RCOOH
(fenolok amidok tiolok)
RCOOR1 + (CH3)2N CHO + R1OH
N N-dimetil-dialkilacetaacutel
3
Ag2O + alkil-halid
(Cl kisebb aktivitaacutes)
Diazo-alkaacutenokkal
Dialkil-acetaacutelok
Extraktiacutev alkilezeacutes
Savak fenolok alkoholok vagy amidok alkilezeacutese vizes koumlzegben
RCOO- + R4N+ RCOO-R4N
+
RCOO-R4N+
AQ
AQ
RCOO-R4N+
ORG
RCOO-R4N+
ORG+ R1I
RCOOR1 + R4N+I-
PirolitikusPirolitikus alkilezeacutesalkilezeacutes
RCOOH + C6H5(CH3)3N+OH- RCOO-C6H5N
+(CH3)3 + H2O
RCOO-C6H5N+(CH3)3 RCOOCH3 + C6H5N(CH3)2
ArilezeacutesArilezeacutes
NO2
NO2 F + RNH2
RSH
C6H5OH
NO2
NO2 NH R + HF
OximkeacutepzeacutesOximkeacutepzeacutes
C O
R1
R2
F
F F
F
F CH2O NH2+
H2O
F
F F
F
F CH2O N C
R1
R2
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
NOBEL-diacutej
toumlmegspektrograacutefia (1922 1989 2002) szerves elemanaliacutezis (1923)
elektroforeacutezis (1948) kromatograacutefia (1952)
polarograacutefia (1959) C-14-es kormeghataacuterozaacutes (1960)
roumlntgenkrisztallograacutefia (1914 1915 1985)Raman-spektroszkoacutepia (1930)
NMR-spektroszkoacutepia (1944 1952 1991 2002)Moumlssbauer-spektroszkoacutepia (1961)
egyre noumlvekvı fontossaacutegadatok toumlmegtermeleacutese
megbiacutezhatoacutesaacuteggal szemben taacutemasztott noumlvekvı koumlvetelmeacutenyek
analitikai keacutemia legfontosabb pilleacutereibullspektroszkoacutepiabullelektroanalitika
bullELVAacuteLASZTAacuteSTUDOMAacuteNY
bullnoumlvekvı kihiacutevaacutesok bullegyre oumlsszetettebb rendszereket kell vizsgaacutelni
bullszelektivitaacutesbulleacuterzeacutekenyseacutegbullLOD (LOQ)
bullnoumlvekvı mintaszaacutem (bdquohigh throughputrdquo technikaacutek)
bullcsoumlkkenı mintamennyiseacutegbullbdquozoumlld analitikardquo
bullbdquolab on a chiprdquo
ELVAacuteLASZTAacuteSI TECHNIKA
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes SZERVES KOMPONENSEK
DESZTILLAacuteCIOacuteMEMBRAacuteN-ALAPUacute
IONCSERESZŐREacuteS
STB
bullGCbullHPLCbullCE
leggyakrabban alkalmazott elvaacutelasztaacutestechnikai moacutedszerek
12 millioacute szerves vegyuumllet
KROMATOGRAacuteFIA
keacutemiai analiacutezisek ~70 ELVAacuteLASZTAacuteSI TECHNIKA
DETEKTOROKAz eluenst alkotoacute komponensek jelenleacuteteacuteben keacutepesnek kell lennie
a minta alkotoacuteinak meacutereacuteseacutere
bullcsak a mintaacutet alkotoacute komponensekre ad vaacutelaszjeletbullcsak az eluenst alkotoacute komponensekre ad vaacutelaszjelet (indirekt detektaacutelaacutes)
Eluens megvaacutelasztaacutesa mineacutel kisebb detektorjel
DetektorokKolonna idıben (teacuterben) elvaacutelasztja az egyes alkotoacutekat
Az adott komponens az eluenssel (vivıgaacutezzal) egyuumltt beaacuteramlik a detektorba
mennyiseacutegi analiacutezisa detektor aacuteltal elıaacutelliacutetott jel araacutenyos az anyag koncentraacutecioacutejaacuteval vagy idıegyseacuteg alatt bejutott mennyiseacutegeacutevel
univerzaacutelis minden molekulaacutera ad jeletszelektiacutevbizonyos vegyuumllettiacutepusokra ad jeletspecifikuscsak bizonyos molekulaacutekra ad jelet
destruktiacutevnem destruktiacutev
dinamikus tartomaacuteny az a koncentraacutecioacute tartomaacuteny amelyben a koncentraacutecioacute vaacuteltozaacutesa detektorjel vaacuteltozaacutest eredmeacutenyez
lineaacuteris tartomaacuteny T= mc (elteacutereacutes lt 5 )
eacuterzeacutekenyseacutegm (egyseacutegnyi koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutes hataacutesaacutera bekoumlvetkezı jelvaacuteltozaacutes)
kimutataacutesi hataacuteraz a koncentraacutecioacute melynek meacutereacuteseacuteneacutel a detektor vaacutelaszjele egyeacutertelmően megkuumlloumlnboumlztethetı a haacutetteacutertıl (LOD)
meghataacuterozaacutesi hataacuteraz a legkisebb koncentraacutecioacute amely megfelelı precizitaacutessal eacutes pontossaacuteggal meghataacuterozhatoacute (LOQ)
GC Detektorokhıvezetıkeacutepesseacuteg-meacuterı detektor (Thermal Conductivity D)
(kataromeacuteter)
nem destruktiacutevuniverzaacutelis
W-szaacutelak 100-200 mA főtıaacuteram
hiacutedkapcsolaacutes
dinamikus tartomaacuteny 105
LOD 5-50 ng
VivıgaacutezH2 HeN2
ellenaacutellaacutes megvaacuteltozaacutesa
laacutengionizaacutecioacutes detektor(FID)
hidrogeacutenlevegı eleggyel taacuteplaacutelt mikroeacutegı amely foumlleacute elektroacutedpaacutert helyeznek el
nem ionizaacutelhatoacute eluens N2 Ar He H2
A kolonnaacutet elhagyoacute szerves komponensek a laacutengba jutva toumlbbleacutepeacuteses reakcioacuteban oxigeacuten
koumlzremőkoumldeacuteseacutevel ionizaacuteloacutednak
a keacutepzıdoumltt ionok hataacutesaacutera aacuteram folyik ami erısiacuteteacutes utaacuten meacuterhetı
C-detektor minden eacuteghetı anyagra ad jelet
destruktiacutevdinamikus tartomaacuteny 105-106
LOD 005-05 ng
elektronbefogaacutesi detektor (ECD)β-sugaacuterzoacute radioaktiacutev forraacutes (pl 63Ni)
Az elektron aacuteramlaacutes kicsiny (10-12 A) aacutellandoacute elektromos aacuteramot hoz leacutetre a megfelelı feszuumlltseacutegre kapcsolt
elektroacutedok koumlzoumltt nagy elektronegativitaacutesuacute elemet tartalmazoacute
komponensek az elektromos teacuterben az elektronokat befogjaacutek eacutes iacutegy jelentısen csoumlkkentik az aacuteramot
oumlbliacutetıgaacutez bevezeteacutes
oumlbliacutetıgaacutez kivezeteacutes
anoacuted (+)
63Ni foacutelia (-) 1-10 V polarizaacutecioacutes feszuumlltseacuteg
bdquomake uprdquo gaacutez
kolonna
F O Cl Br
100000polikloacuterozott vegyuumlletek
(peszticidek)
10000trikloridok
1000monobromidok dikloridok
100alkoholok ketonok aminok
10eacuteterek eacuteszterek
0szeacutenhidrogeacutenek
relatiacutev vaacutelaszjel
vegyuumlletcsoport
dinamikus tartomaacuteny lt103
LOD 01-10 pg
Vivıgaacutez He (nagytisztasaacuteguacute)
Toumlreacutesmutatoacute meacutereacutesen alapuloacute detektoruniverzaacutelis detektor
a minta eacutes az eluens toumlreacutesmutatoacuteja koumlzti kuumlloumlnbseacuteget meacuteri
Diffrakcioacutes detektor feacutenyelhajlaacutes meacutereacutesen alapul
meacuterı aacutegreferencia aacuteg
tuumlkoumlr
feacutenyforraacutes
lencse
reacutes
detektor
HPLC
UniverzaacutelisKicsiny linearitaacutesLOD asymp 10 ng
UV-Vis spektrofotomeacuteterAlkalmazhatoacute UV-Vis tartomaacutenyban elnyel az adott komponens
Lambeert-BeerAλλλλ = ελλλλ c l
FeacutenyforraacutesUV deuteacuterium laacutempaVis volfraacutem laacutempa
reacutes
feacutenyforraacutes
monokromaacutetor
bdquofeacutenyosztoacuterdquo(splitter)
DETEKTOR
referencia aacuteg
meacuterı aacuteg
cella (kuumlvetta)I0
I0 I0
IDetektorfotodioacuteda
Cellakvarc kuumlvettal=5-10 mm
10-7100000
10-610000
10-51000
c [mol dm-3]
ελλλλ[dm3 mol-1cm-1]
l = 1 cmA = 001c = A (ελλλλ l)
A = 0001 --- 10-8 mol dm-3
Fluoreszcencia meacutereacutesen alapuloacute detektorfluoreszkaacuteloacute anyagok detektaacutelaacutesa
reacutes
feacutenyforraacutes
monokromaacutetorcella (kuumlvetta)
monokromaacutetor
Detektora kibocsaacutetott feacutenyt meacuteri
Szelektiacutev (specifikus) nincsenek zavaroacute komponensek (koeluacutecioacute nem annyira zavaroacute)
nagy eacuterzeacutekenyseacutegkis kimutataacutesi hataacuterLOD ~nM
Analitikai informaacutecioacuteminıseacutegi retencioacutes (migraacutecioacutes) idı
rt
tx r
R
R
x
r
=
retencioacutes (migraacutecioacutes) idı fuumlggalkalmazott koumlruumllmeacutenyekbullmozgoacutefaacutezis
bullanyagi minıseacutegbullaacuteramlaacutesi sebesseacuteg
bullaacutelloacutefaacutezisbullminıseacutegbullhossz
bullhımeacuterseacutekletbullpH ionerısseacutegbullstb
minıseacutegi informaacutecioacute UV-Vis spektrumNoumlvekvı igeacutenyek uacutej detektorok alkalmazaacutesa fejleszteacutese
TOumlMEGSPEKTROMEacuteTER
Kapcsolt technikaacutekMS mint kromatograacutefiaacutes detektor
A pontos eacutes megbiacutezhatoacute minıseacutegi eacutes mennyiseacutegi analiacutezis elkeacutepzelhetetlen a mintaacutet alkotoacute komponensek elvaacutelasztaacutesa neacutelkuumll
valoacutes mintaacutek komplex sokkomponenső rendszerek
elvaacutelasztaacutestechnikai eljaacuteraacutes alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges
A hagyomaacutenyos kromatograacutefiaacutes technikaacutek azonban meacuteg toumlkeacuteletes szeparaacutecioacute eseteacuten sem kiacutenaacutelnak abszoluacutet biztonsaacutegos minıseacutegi
azonosiacutetaacutestminıseacutegi informaacutecioacute csak az adott komponens retencioacutes viselkedeacutese
a manapsaacuteg megkoumlvetelt megbiacutezhatoacute eacutes reprodukaacutelhatoacute meghataacuterozaacutesok indokoljaacutek a toumlmegspektrometria eacutes az
elvaacutelasztaacutestechnikai moacutedszerek kombinaacutelaacutesaacutet
Toumlmegspektrometria (MS)
Alapelve a gaacutezaacutellapotuacute ionizaacutelt molekulaacutekat ezek toumlredeacutekeit (un fragmenseit) vagy bizonyos esetekben az atomokboacutel keacutepzıdoumltt ionokat toumlmeguumlk alapjaacuten szeacutetvaacutelasztja majd mennyiseacutegileg meghataacuterozza
1 mintabevitel eacutes a minta gaacutezaacutellapotba hozaacutesa2 ionizaacutecioacute eacutes bizonyos esetekben fragmentaacutecioacute
3 a keletkezett ionok toumllteacutesegyseacutegre jutoacute toumlmeguumlk szerinti elvaacutelasztaacutesa 4 a szeacutetvaacutelasztott kuumlloumlnboumlzı toumlmegő ionok mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesa
A keacuteszuumlleacutek feleacutepiacuteteacutese
mintabevitel ionforraacutes analizaacutetor detektor
vaacutekuumrendszer
vezeacuterlı- eacutes adatfeldolgozoacute rendszer
Nobel-diacutej 1922 1989 2002
(foto)elektronsokszorozoacute
Atmoszfeacuterikus nyomaacutesuacute ionizaacutecioacutes technikaacutekHPLC-MS
ESI (ElectroSpray Ionization)
APCI (Atmospheric Pressure Chemical Ionization)
nem szuumlkseacuteges ionok jelenleacutete az oldatbanelektromos kisuumlleacutes szekunder ionizaacutecioacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Kedvezıbb tulajdonsaacutegok kialakiacutetaacutesaDetektaacutelhatoacutesaacutegKromatograacutefiaacutes viselkedeacutes
keacutemiai reakcioacute segiacutetseacutegeacutevel megvaacuteltoztatjuk a kiindulaacutesi anyag valamely tulajdonsaacutegaacutet
derivatizaacuteloacuteszer megvaacutelasztaacutesa
molekula szerkezete (funkcioacutes csoportok)detektaacutelaacutes
El kell-e (el lehet-e) vaacutelasztani a maacutetrixtoacutel
Specifikus reakcioacutek egyszerősiacutethetik a mintaelıkeacutesziacuteteacutest ill az elvaacutelasztaacutest
MS csak az utoacutebbi eacutevtizedben vaacutelt megfizethetıveacutekorlaacutetai
bullionizaacutecioacutebulldraacutega
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Gaacutezkromatogaacutefiaacuteban
A mintakomponensek illeacutekonysaacutegaacutenak noumlveleacutese
Az anyagok termikus stabilitaacutesaacutenak noumlveleacutese
Csuacutecsaacutetfedeacutesek csoumlkkenteacutese (retencioacutes idı)
Detektaacutelhatoacutesaacuteg noumlveleacutese
A gaacutezkromatograacutefia bomlaacutes neacutelkuumll gızzeacute ill gaacutezzaacute alakiacutethatoacute vegyuumlletek elvaacutelasztaacutesaacutera eacutes analiacuteziseacutere szolgaacuteloacute moacutedszer
Elvaacutelasztaacutes alapja1 illeacutekonysaacuteg (forraacutespont)2 szerkezet
Illeacutekonysaacuteghıstabilitaacutes
~12 millioacute szerves vegyuumllet jelentıs reacuteszuumlk hıeacuterzeacutekenynagyobb jelentıseacuteggel ~ 50 ezer biacuter jelentıs reacutesze gaacutezkromatografaacutelhatoacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Folyadeacutekkromatograacutefiaacuteban
A detektaacutelaacutes (detektaacutelhatoacutesaacuteg) javiacutetaacutesa
bullkromofoacuterok beeacutepiacuteteacutese (UV-elnyeleacutes noumlveleacutese)
bullfluoreszcens csoportok beeacutepiacuteteacutese
bullkromatograacutefiaacutes viselkedeacutes befolyaacutesolaacutesa
korlaacutetOLDHATOacuteSAacuteG
kromatografaacutelaacutes elıtti (prekolumn)
bullnem kell gyorsnak lennibullnehezen automatizaacutelhatoacute bulla reagens koumlnnyen elvaacutelaszthatoacute legyenbullteljesen veacutegbemenjen
bullreprodukaacutelhatoacutebullgyors legyen
bullreagens ne zavarjonbullteljesen veacutegbemenjen
elvaacutelasztaacutes utaacuteni (posztkolumn)
A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet
GaacutezkromatograacutefisGaacutezkromatograacutefis derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes
1 1 AlkilszililAlkilszilil szaacutermazeacutekokszaacutermazeacutekok
A legaacuteltalaacutenosabban alkalmazott derivatizaacuteloacutereagensek (ldquotrimetilszililezırdquo szerek)
(CH3)3 Si NN
N-trimetilszililimidazol
CH3 C
N
O
Si(CH3)3
Si(CH3)3
NO-bisz-trimetilszililacetamid
Si CH3
CH3
CH3
N
CH3
C
O
CF3
N-metil-N-trimetilszilil-trifluoroacetamid
(CH3)3 Si N(C2H5)2
N-trimetilszilildietilamin
Szililezeacutes Illeacutekonysaacuteg noumlvekedeacutes
GCMSfragmentaacutecioacutes profilkarakterisztikus ionok (nyomanaliacutezis)
R3Si-X + Rrsquo-H R3Si-Rrsquo + X-H
OldoacuteszerekPiridin DMF DMSO THF ACN
SiCH3
CH3
CH3
Cl
Trimetilkloacuterszilaacuten
SiCH3
CH3
CH3
NH Si
CH3
CH3
CH3
Hexametildiszilazaacuten
Vizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi soraVizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi sora
R-OH gt Ph-OH gt RCOOH gt R-NH2 gt R-CONH-R
A A trimetilszilileztrimetilszililez ıı reagensek reaktivitreagensek reaktivitaacuteaacutesi sorasi sora
Trimetilszilil-imidazol gt NO-bisz(trimetilszilil)trifluoracetamid gt NO-bisz(trimetilszilil)acetamid gt Nmdashmetil-N-(trimetilszilil)-
trifluoroacetamid gt N-trimetilszilildietilamin gt N-metil-N-trimetilszilil-acetamid gt trimetilkloacuterszilaacuten gt hexametil-diszilazaacuten
Funkcioacutes csoport Funkcioacutes cs neve Szaacutermazeacutek Szaacutermazeacutek neve
OH Hidroxil OTMS Trimetilszilil-eacuteter
SH Tiol STMS Trimetilszilil-tioeacuteter
COOH Karboxil COOTMS Trimetilszilil-karboxilaacutet
POH Foszfaacutet POTMS Trimetilszilil-foszfaacutet
SOH Szulfaacutet SOTMS Trimetilszilil-szulfaacutet
NOH Nitraacutet NOTMS Trimetilszilil-nitraacutet
BOH Boraacutet BOTMS Trimetilszilil-boraacutet
NH2 Amin NHTMS N(TMS)2
Trimetilszilil-amin
NH Imin NTMS Trimetilszilil-imin
CONH2 Karbonsavamid CONHTMS N-Trimetilszilil-karbonsavamid
CH2-C=O Karbonil CH=COTMS Trimetilszilil-enoleacuteter
TrimetilszililTrimetilszilil szszaacuteaacutermazrmazeacuteeacutekot adkot adoacuteoacute funkcifunkci oacuteoacutes csoportoks csoportok
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
Aktiacutev hidrogeacutenatom csereacutelıdik ki alkil- (aril-) csoportra
Vegyuumllet keacuteplete Vegyuumllet neve Szaacutermazeacutek keacuteplete Szaacutermazeacutek neveRCOOH Karbonsav RCOOR1 EacuteszterRSO2OH Szulfonsav RSO2OR1 Szulfonsav eacuteszterROH Alkohol ROR1 EacuteterRSH Tioalkohol RSR1 TioeacuteterRNH2 Alkil-amin RN(R1)2 TrialkilaminR2NH Dialkilamin R2NR1 TrialkilaminRCONH2 Karbonsavamid RCONHR1 N-alkil-karbonsavamidRSO2NH2 Szulfonsavamid RSO2N(R1)2 NNrsquo-dialkil-szulfonamidRCOCH2COR β-diketon RCOCH=C(OR1)R β-acil-O-enoleacuteter
R(Ar) X
X = I Br
R = Me Et Pr Bz
+ R1COO- R(Ar) O C R1
O
+ X- Ag2O
NaH BaO
2
C H3N 2 + RC O O- RC O O C H3 + N2
C 2H 5N 2
N 2
RC O O C2H 5
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
1
(CH3)2N CH(O R1)2
R1 = CH3 C2H5 C3H7 C4H9
+ RCOOH
(fenolok amidok tiolok)
RCOOR1 + (CH3)2N CHO + R1OH
N N-dimetil-dialkilacetaacutel
3
Ag2O + alkil-halid
(Cl kisebb aktivitaacutes)
Diazo-alkaacutenokkal
Dialkil-acetaacutelok
Extraktiacutev alkilezeacutes
Savak fenolok alkoholok vagy amidok alkilezeacutese vizes koumlzegben
RCOO- + R4N+ RCOO-R4N
+
RCOO-R4N+
AQ
AQ
RCOO-R4N+
ORG
RCOO-R4N+
ORG+ R1I
RCOOR1 + R4N+I-
PirolitikusPirolitikus alkilezeacutesalkilezeacutes
RCOOH + C6H5(CH3)3N+OH- RCOO-C6H5N
+(CH3)3 + H2O
RCOO-C6H5N+(CH3)3 RCOOCH3 + C6H5N(CH3)2
ArilezeacutesArilezeacutes
NO2
NO2 F + RNH2
RSH
C6H5OH
NO2
NO2 NH R + HF
OximkeacutepzeacutesOximkeacutepzeacutes
C O
R1
R2
F
F F
F
F CH2O NH2+
H2O
F
F F
F
F CH2O N C
R1
R2
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
analitikai keacutemia legfontosabb pilleacutereibullspektroszkoacutepiabullelektroanalitika
bullELVAacuteLASZTAacuteSTUDOMAacuteNY
bullnoumlvekvı kihiacutevaacutesok bullegyre oumlsszetettebb rendszereket kell vizsgaacutelni
bullszelektivitaacutesbulleacuterzeacutekenyseacutegbullLOD (LOQ)
bullnoumlvekvı mintaszaacutem (bdquohigh throughputrdquo technikaacutek)
bullcsoumlkkenı mintamennyiseacutegbullbdquozoumlld analitikardquo
bullbdquolab on a chiprdquo
ELVAacuteLASZTAacuteSI TECHNIKA
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes SZERVES KOMPONENSEK
DESZTILLAacuteCIOacuteMEMBRAacuteN-ALAPUacute
IONCSERESZŐREacuteS
STB
bullGCbullHPLCbullCE
leggyakrabban alkalmazott elvaacutelasztaacutestechnikai moacutedszerek
12 millioacute szerves vegyuumllet
KROMATOGRAacuteFIA
keacutemiai analiacutezisek ~70 ELVAacuteLASZTAacuteSI TECHNIKA
DETEKTOROKAz eluenst alkotoacute komponensek jelenleacuteteacuteben keacutepesnek kell lennie
a minta alkotoacuteinak meacutereacuteseacutere
bullcsak a mintaacutet alkotoacute komponensekre ad vaacutelaszjeletbullcsak az eluenst alkotoacute komponensekre ad vaacutelaszjelet (indirekt detektaacutelaacutes)
Eluens megvaacutelasztaacutesa mineacutel kisebb detektorjel
DetektorokKolonna idıben (teacuterben) elvaacutelasztja az egyes alkotoacutekat
Az adott komponens az eluenssel (vivıgaacutezzal) egyuumltt beaacuteramlik a detektorba
mennyiseacutegi analiacutezisa detektor aacuteltal elıaacutelliacutetott jel araacutenyos az anyag koncentraacutecioacutejaacuteval vagy idıegyseacuteg alatt bejutott mennyiseacutegeacutevel
univerzaacutelis minden molekulaacutera ad jeletszelektiacutevbizonyos vegyuumllettiacutepusokra ad jeletspecifikuscsak bizonyos molekulaacutekra ad jelet
destruktiacutevnem destruktiacutev
dinamikus tartomaacuteny az a koncentraacutecioacute tartomaacuteny amelyben a koncentraacutecioacute vaacuteltozaacutesa detektorjel vaacuteltozaacutest eredmeacutenyez
lineaacuteris tartomaacuteny T= mc (elteacutereacutes lt 5 )
eacuterzeacutekenyseacutegm (egyseacutegnyi koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutes hataacutesaacutera bekoumlvetkezı jelvaacuteltozaacutes)
kimutataacutesi hataacuteraz a koncentraacutecioacute melynek meacutereacuteseacuteneacutel a detektor vaacutelaszjele egyeacutertelmően megkuumlloumlnboumlztethetı a haacutetteacutertıl (LOD)
meghataacuterozaacutesi hataacuteraz a legkisebb koncentraacutecioacute amely megfelelı precizitaacutessal eacutes pontossaacuteggal meghataacuterozhatoacute (LOQ)
GC Detektorokhıvezetıkeacutepesseacuteg-meacuterı detektor (Thermal Conductivity D)
(kataromeacuteter)
nem destruktiacutevuniverzaacutelis
W-szaacutelak 100-200 mA főtıaacuteram
hiacutedkapcsolaacutes
dinamikus tartomaacuteny 105
LOD 5-50 ng
VivıgaacutezH2 HeN2
ellenaacutellaacutes megvaacuteltozaacutesa
laacutengionizaacutecioacutes detektor(FID)
hidrogeacutenlevegı eleggyel taacuteplaacutelt mikroeacutegı amely foumlleacute elektroacutedpaacutert helyeznek el
nem ionizaacutelhatoacute eluens N2 Ar He H2
A kolonnaacutet elhagyoacute szerves komponensek a laacutengba jutva toumlbbleacutepeacuteses reakcioacuteban oxigeacuten
koumlzremőkoumldeacuteseacutevel ionizaacuteloacutednak
a keacutepzıdoumltt ionok hataacutesaacutera aacuteram folyik ami erısiacuteteacutes utaacuten meacuterhetı
C-detektor minden eacuteghetı anyagra ad jelet
destruktiacutevdinamikus tartomaacuteny 105-106
LOD 005-05 ng
elektronbefogaacutesi detektor (ECD)β-sugaacuterzoacute radioaktiacutev forraacutes (pl 63Ni)
Az elektron aacuteramlaacutes kicsiny (10-12 A) aacutellandoacute elektromos aacuteramot hoz leacutetre a megfelelı feszuumlltseacutegre kapcsolt
elektroacutedok koumlzoumltt nagy elektronegativitaacutesuacute elemet tartalmazoacute
komponensek az elektromos teacuterben az elektronokat befogjaacutek eacutes iacutegy jelentısen csoumlkkentik az aacuteramot
oumlbliacutetıgaacutez bevezeteacutes
oumlbliacutetıgaacutez kivezeteacutes
anoacuted (+)
63Ni foacutelia (-) 1-10 V polarizaacutecioacutes feszuumlltseacuteg
bdquomake uprdquo gaacutez
kolonna
F O Cl Br
100000polikloacuterozott vegyuumlletek
(peszticidek)
10000trikloridok
1000monobromidok dikloridok
100alkoholok ketonok aminok
10eacuteterek eacuteszterek
0szeacutenhidrogeacutenek
relatiacutev vaacutelaszjel
vegyuumlletcsoport
dinamikus tartomaacuteny lt103
LOD 01-10 pg
Vivıgaacutez He (nagytisztasaacuteguacute)
Toumlreacutesmutatoacute meacutereacutesen alapuloacute detektoruniverzaacutelis detektor
a minta eacutes az eluens toumlreacutesmutatoacuteja koumlzti kuumlloumlnbseacuteget meacuteri
Diffrakcioacutes detektor feacutenyelhajlaacutes meacutereacutesen alapul
meacuterı aacutegreferencia aacuteg
tuumlkoumlr
feacutenyforraacutes
lencse
reacutes
detektor
HPLC
UniverzaacutelisKicsiny linearitaacutesLOD asymp 10 ng
UV-Vis spektrofotomeacuteterAlkalmazhatoacute UV-Vis tartomaacutenyban elnyel az adott komponens
Lambeert-BeerAλλλλ = ελλλλ c l
FeacutenyforraacutesUV deuteacuterium laacutempaVis volfraacutem laacutempa
reacutes
feacutenyforraacutes
monokromaacutetor
bdquofeacutenyosztoacuterdquo(splitter)
DETEKTOR
referencia aacuteg
meacuterı aacuteg
cella (kuumlvetta)I0
I0 I0
IDetektorfotodioacuteda
Cellakvarc kuumlvettal=5-10 mm
10-7100000
10-610000
10-51000
c [mol dm-3]
ελλλλ[dm3 mol-1cm-1]
l = 1 cmA = 001c = A (ελλλλ l)
A = 0001 --- 10-8 mol dm-3
Fluoreszcencia meacutereacutesen alapuloacute detektorfluoreszkaacuteloacute anyagok detektaacutelaacutesa
reacutes
feacutenyforraacutes
monokromaacutetorcella (kuumlvetta)
monokromaacutetor
Detektora kibocsaacutetott feacutenyt meacuteri
Szelektiacutev (specifikus) nincsenek zavaroacute komponensek (koeluacutecioacute nem annyira zavaroacute)
nagy eacuterzeacutekenyseacutegkis kimutataacutesi hataacuterLOD ~nM
Analitikai informaacutecioacuteminıseacutegi retencioacutes (migraacutecioacutes) idı
rt
tx r
R
R
x
r
=
retencioacutes (migraacutecioacutes) idı fuumlggalkalmazott koumlruumllmeacutenyekbullmozgoacutefaacutezis
bullanyagi minıseacutegbullaacuteramlaacutesi sebesseacuteg
bullaacutelloacutefaacutezisbullminıseacutegbullhossz
bullhımeacuterseacutekletbullpH ionerısseacutegbullstb
minıseacutegi informaacutecioacute UV-Vis spektrumNoumlvekvı igeacutenyek uacutej detektorok alkalmazaacutesa fejleszteacutese
TOumlMEGSPEKTROMEacuteTER
Kapcsolt technikaacutekMS mint kromatograacutefiaacutes detektor
A pontos eacutes megbiacutezhatoacute minıseacutegi eacutes mennyiseacutegi analiacutezis elkeacutepzelhetetlen a mintaacutet alkotoacute komponensek elvaacutelasztaacutesa neacutelkuumll
valoacutes mintaacutek komplex sokkomponenső rendszerek
elvaacutelasztaacutestechnikai eljaacuteraacutes alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges
A hagyomaacutenyos kromatograacutefiaacutes technikaacutek azonban meacuteg toumlkeacuteletes szeparaacutecioacute eseteacuten sem kiacutenaacutelnak abszoluacutet biztonsaacutegos minıseacutegi
azonosiacutetaacutestminıseacutegi informaacutecioacute csak az adott komponens retencioacutes viselkedeacutese
a manapsaacuteg megkoumlvetelt megbiacutezhatoacute eacutes reprodukaacutelhatoacute meghataacuterozaacutesok indokoljaacutek a toumlmegspektrometria eacutes az
elvaacutelasztaacutestechnikai moacutedszerek kombinaacutelaacutesaacutet
Toumlmegspektrometria (MS)
Alapelve a gaacutezaacutellapotuacute ionizaacutelt molekulaacutekat ezek toumlredeacutekeit (un fragmenseit) vagy bizonyos esetekben az atomokboacutel keacutepzıdoumltt ionokat toumlmeguumlk alapjaacuten szeacutetvaacutelasztja majd mennyiseacutegileg meghataacuterozza
1 mintabevitel eacutes a minta gaacutezaacutellapotba hozaacutesa2 ionizaacutecioacute eacutes bizonyos esetekben fragmentaacutecioacute
3 a keletkezett ionok toumllteacutesegyseacutegre jutoacute toumlmeguumlk szerinti elvaacutelasztaacutesa 4 a szeacutetvaacutelasztott kuumlloumlnboumlzı toumlmegő ionok mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesa
A keacuteszuumlleacutek feleacutepiacuteteacutese
mintabevitel ionforraacutes analizaacutetor detektor
vaacutekuumrendszer
vezeacuterlı- eacutes adatfeldolgozoacute rendszer
Nobel-diacutej 1922 1989 2002
(foto)elektronsokszorozoacute
Atmoszfeacuterikus nyomaacutesuacute ionizaacutecioacutes technikaacutekHPLC-MS
ESI (ElectroSpray Ionization)
APCI (Atmospheric Pressure Chemical Ionization)
nem szuumlkseacuteges ionok jelenleacutete az oldatbanelektromos kisuumlleacutes szekunder ionizaacutecioacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Kedvezıbb tulajdonsaacutegok kialakiacutetaacutesaDetektaacutelhatoacutesaacutegKromatograacutefiaacutes viselkedeacutes
keacutemiai reakcioacute segiacutetseacutegeacutevel megvaacuteltoztatjuk a kiindulaacutesi anyag valamely tulajdonsaacutegaacutet
derivatizaacuteloacuteszer megvaacutelasztaacutesa
molekula szerkezete (funkcioacutes csoportok)detektaacutelaacutes
El kell-e (el lehet-e) vaacutelasztani a maacutetrixtoacutel
Specifikus reakcioacutek egyszerősiacutethetik a mintaelıkeacutesziacuteteacutest ill az elvaacutelasztaacutest
MS csak az utoacutebbi eacutevtizedben vaacutelt megfizethetıveacutekorlaacutetai
bullionizaacutecioacutebulldraacutega
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Gaacutezkromatogaacutefiaacuteban
A mintakomponensek illeacutekonysaacutegaacutenak noumlveleacutese
Az anyagok termikus stabilitaacutesaacutenak noumlveleacutese
Csuacutecsaacutetfedeacutesek csoumlkkenteacutese (retencioacutes idı)
Detektaacutelhatoacutesaacuteg noumlveleacutese
A gaacutezkromatograacutefia bomlaacutes neacutelkuumll gızzeacute ill gaacutezzaacute alakiacutethatoacute vegyuumlletek elvaacutelasztaacutesaacutera eacutes analiacuteziseacutere szolgaacuteloacute moacutedszer
Elvaacutelasztaacutes alapja1 illeacutekonysaacuteg (forraacutespont)2 szerkezet
Illeacutekonysaacuteghıstabilitaacutes
~12 millioacute szerves vegyuumllet jelentıs reacuteszuumlk hıeacuterzeacutekenynagyobb jelentıseacuteggel ~ 50 ezer biacuter jelentıs reacutesze gaacutezkromatografaacutelhatoacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Folyadeacutekkromatograacutefiaacuteban
A detektaacutelaacutes (detektaacutelhatoacutesaacuteg) javiacutetaacutesa
bullkromofoacuterok beeacutepiacuteteacutese (UV-elnyeleacutes noumlveleacutese)
bullfluoreszcens csoportok beeacutepiacuteteacutese
bullkromatograacutefiaacutes viselkedeacutes befolyaacutesolaacutesa
korlaacutetOLDHATOacuteSAacuteG
kromatografaacutelaacutes elıtti (prekolumn)
bullnem kell gyorsnak lennibullnehezen automatizaacutelhatoacute bulla reagens koumlnnyen elvaacutelaszthatoacute legyenbullteljesen veacutegbemenjen
bullreprodukaacutelhatoacutebullgyors legyen
bullreagens ne zavarjonbullteljesen veacutegbemenjen
elvaacutelasztaacutes utaacuteni (posztkolumn)
A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet
GaacutezkromatograacutefisGaacutezkromatograacutefis derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes
1 1 AlkilszililAlkilszilil szaacutermazeacutekokszaacutermazeacutekok
A legaacuteltalaacutenosabban alkalmazott derivatizaacuteloacutereagensek (ldquotrimetilszililezırdquo szerek)
(CH3)3 Si NN
N-trimetilszililimidazol
CH3 C
N
O
Si(CH3)3
Si(CH3)3
NO-bisz-trimetilszililacetamid
Si CH3
CH3
CH3
N
CH3
C
O
CF3
N-metil-N-trimetilszilil-trifluoroacetamid
(CH3)3 Si N(C2H5)2
N-trimetilszilildietilamin
Szililezeacutes Illeacutekonysaacuteg noumlvekedeacutes
GCMSfragmentaacutecioacutes profilkarakterisztikus ionok (nyomanaliacutezis)
R3Si-X + Rrsquo-H R3Si-Rrsquo + X-H
OldoacuteszerekPiridin DMF DMSO THF ACN
SiCH3
CH3
CH3
Cl
Trimetilkloacuterszilaacuten
SiCH3
CH3
CH3
NH Si
CH3
CH3
CH3
Hexametildiszilazaacuten
Vizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi soraVizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi sora
R-OH gt Ph-OH gt RCOOH gt R-NH2 gt R-CONH-R
A A trimetilszilileztrimetilszililez ıı reagensek reaktivitreagensek reaktivitaacuteaacutesi sorasi sora
Trimetilszilil-imidazol gt NO-bisz(trimetilszilil)trifluoracetamid gt NO-bisz(trimetilszilil)acetamid gt Nmdashmetil-N-(trimetilszilil)-
trifluoroacetamid gt N-trimetilszilildietilamin gt N-metil-N-trimetilszilil-acetamid gt trimetilkloacuterszilaacuten gt hexametil-diszilazaacuten
Funkcioacutes csoport Funkcioacutes cs neve Szaacutermazeacutek Szaacutermazeacutek neve
OH Hidroxil OTMS Trimetilszilil-eacuteter
SH Tiol STMS Trimetilszilil-tioeacuteter
COOH Karboxil COOTMS Trimetilszilil-karboxilaacutet
POH Foszfaacutet POTMS Trimetilszilil-foszfaacutet
SOH Szulfaacutet SOTMS Trimetilszilil-szulfaacutet
NOH Nitraacutet NOTMS Trimetilszilil-nitraacutet
BOH Boraacutet BOTMS Trimetilszilil-boraacutet
NH2 Amin NHTMS N(TMS)2
Trimetilszilil-amin
NH Imin NTMS Trimetilszilil-imin
CONH2 Karbonsavamid CONHTMS N-Trimetilszilil-karbonsavamid
CH2-C=O Karbonil CH=COTMS Trimetilszilil-enoleacuteter
TrimetilszililTrimetilszilil szszaacuteaacutermazrmazeacuteeacutekot adkot adoacuteoacute funkcifunkci oacuteoacutes csoportoks csoportok
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
Aktiacutev hidrogeacutenatom csereacutelıdik ki alkil- (aril-) csoportra
Vegyuumllet keacuteplete Vegyuumllet neve Szaacutermazeacutek keacuteplete Szaacutermazeacutek neveRCOOH Karbonsav RCOOR1 EacuteszterRSO2OH Szulfonsav RSO2OR1 Szulfonsav eacuteszterROH Alkohol ROR1 EacuteterRSH Tioalkohol RSR1 TioeacuteterRNH2 Alkil-amin RN(R1)2 TrialkilaminR2NH Dialkilamin R2NR1 TrialkilaminRCONH2 Karbonsavamid RCONHR1 N-alkil-karbonsavamidRSO2NH2 Szulfonsavamid RSO2N(R1)2 NNrsquo-dialkil-szulfonamidRCOCH2COR β-diketon RCOCH=C(OR1)R β-acil-O-enoleacuteter
R(Ar) X
X = I Br
R = Me Et Pr Bz
+ R1COO- R(Ar) O C R1
O
+ X- Ag2O
NaH BaO
2
C H3N 2 + RC O O- RC O O C H3 + N2
C 2H 5N 2
N 2
RC O O C2H 5
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
1
(CH3)2N CH(O R1)2
R1 = CH3 C2H5 C3H7 C4H9
+ RCOOH
(fenolok amidok tiolok)
RCOOR1 + (CH3)2N CHO + R1OH
N N-dimetil-dialkilacetaacutel
3
Ag2O + alkil-halid
(Cl kisebb aktivitaacutes)
Diazo-alkaacutenokkal
Dialkil-acetaacutelok
Extraktiacutev alkilezeacutes
Savak fenolok alkoholok vagy amidok alkilezeacutese vizes koumlzegben
RCOO- + R4N+ RCOO-R4N
+
RCOO-R4N+
AQ
AQ
RCOO-R4N+
ORG
RCOO-R4N+
ORG+ R1I
RCOOR1 + R4N+I-
PirolitikusPirolitikus alkilezeacutesalkilezeacutes
RCOOH + C6H5(CH3)3N+OH- RCOO-C6H5N
+(CH3)3 + H2O
RCOO-C6H5N+(CH3)3 RCOOCH3 + C6H5N(CH3)2
ArilezeacutesArilezeacutes
NO2
NO2 F + RNH2
RSH
C6H5OH
NO2
NO2 NH R + HF
OximkeacutepzeacutesOximkeacutepzeacutes
C O
R1
R2
F
F F
F
F CH2O NH2+
H2O
F
F F
F
F CH2O N C
R1
R2
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
ELVAacuteLASZTAacuteSI TECHNIKA
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes SZERVES KOMPONENSEK
DESZTILLAacuteCIOacuteMEMBRAacuteN-ALAPUacute
IONCSERESZŐREacuteS
STB
bullGCbullHPLCbullCE
leggyakrabban alkalmazott elvaacutelasztaacutestechnikai moacutedszerek
12 millioacute szerves vegyuumllet
KROMATOGRAacuteFIA
keacutemiai analiacutezisek ~70 ELVAacuteLASZTAacuteSI TECHNIKA
DETEKTOROKAz eluenst alkotoacute komponensek jelenleacuteteacuteben keacutepesnek kell lennie
a minta alkotoacuteinak meacutereacuteseacutere
bullcsak a mintaacutet alkotoacute komponensekre ad vaacutelaszjeletbullcsak az eluenst alkotoacute komponensekre ad vaacutelaszjelet (indirekt detektaacutelaacutes)
Eluens megvaacutelasztaacutesa mineacutel kisebb detektorjel
DetektorokKolonna idıben (teacuterben) elvaacutelasztja az egyes alkotoacutekat
Az adott komponens az eluenssel (vivıgaacutezzal) egyuumltt beaacuteramlik a detektorba
mennyiseacutegi analiacutezisa detektor aacuteltal elıaacutelliacutetott jel araacutenyos az anyag koncentraacutecioacutejaacuteval vagy idıegyseacuteg alatt bejutott mennyiseacutegeacutevel
univerzaacutelis minden molekulaacutera ad jeletszelektiacutevbizonyos vegyuumllettiacutepusokra ad jeletspecifikuscsak bizonyos molekulaacutekra ad jelet
destruktiacutevnem destruktiacutev
dinamikus tartomaacuteny az a koncentraacutecioacute tartomaacuteny amelyben a koncentraacutecioacute vaacuteltozaacutesa detektorjel vaacuteltozaacutest eredmeacutenyez
lineaacuteris tartomaacuteny T= mc (elteacutereacutes lt 5 )
eacuterzeacutekenyseacutegm (egyseacutegnyi koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutes hataacutesaacutera bekoumlvetkezı jelvaacuteltozaacutes)
kimutataacutesi hataacuteraz a koncentraacutecioacute melynek meacutereacuteseacuteneacutel a detektor vaacutelaszjele egyeacutertelmően megkuumlloumlnboumlztethetı a haacutetteacutertıl (LOD)
meghataacuterozaacutesi hataacuteraz a legkisebb koncentraacutecioacute amely megfelelı precizitaacutessal eacutes pontossaacuteggal meghataacuterozhatoacute (LOQ)
GC Detektorokhıvezetıkeacutepesseacuteg-meacuterı detektor (Thermal Conductivity D)
(kataromeacuteter)
nem destruktiacutevuniverzaacutelis
W-szaacutelak 100-200 mA főtıaacuteram
hiacutedkapcsolaacutes
dinamikus tartomaacuteny 105
LOD 5-50 ng
VivıgaacutezH2 HeN2
ellenaacutellaacutes megvaacuteltozaacutesa
laacutengionizaacutecioacutes detektor(FID)
hidrogeacutenlevegı eleggyel taacuteplaacutelt mikroeacutegı amely foumlleacute elektroacutedpaacutert helyeznek el
nem ionizaacutelhatoacute eluens N2 Ar He H2
A kolonnaacutet elhagyoacute szerves komponensek a laacutengba jutva toumlbbleacutepeacuteses reakcioacuteban oxigeacuten
koumlzremőkoumldeacuteseacutevel ionizaacuteloacutednak
a keacutepzıdoumltt ionok hataacutesaacutera aacuteram folyik ami erısiacuteteacutes utaacuten meacuterhetı
C-detektor minden eacuteghetı anyagra ad jelet
destruktiacutevdinamikus tartomaacuteny 105-106
LOD 005-05 ng
elektronbefogaacutesi detektor (ECD)β-sugaacuterzoacute radioaktiacutev forraacutes (pl 63Ni)
Az elektron aacuteramlaacutes kicsiny (10-12 A) aacutellandoacute elektromos aacuteramot hoz leacutetre a megfelelı feszuumlltseacutegre kapcsolt
elektroacutedok koumlzoumltt nagy elektronegativitaacutesuacute elemet tartalmazoacute
komponensek az elektromos teacuterben az elektronokat befogjaacutek eacutes iacutegy jelentısen csoumlkkentik az aacuteramot
oumlbliacutetıgaacutez bevezeteacutes
oumlbliacutetıgaacutez kivezeteacutes
anoacuted (+)
63Ni foacutelia (-) 1-10 V polarizaacutecioacutes feszuumlltseacuteg
bdquomake uprdquo gaacutez
kolonna
F O Cl Br
100000polikloacuterozott vegyuumlletek
(peszticidek)
10000trikloridok
1000monobromidok dikloridok
100alkoholok ketonok aminok
10eacuteterek eacuteszterek
0szeacutenhidrogeacutenek
relatiacutev vaacutelaszjel
vegyuumlletcsoport
dinamikus tartomaacuteny lt103
LOD 01-10 pg
Vivıgaacutez He (nagytisztasaacuteguacute)
Toumlreacutesmutatoacute meacutereacutesen alapuloacute detektoruniverzaacutelis detektor
a minta eacutes az eluens toumlreacutesmutatoacuteja koumlzti kuumlloumlnbseacuteget meacuteri
Diffrakcioacutes detektor feacutenyelhajlaacutes meacutereacutesen alapul
meacuterı aacutegreferencia aacuteg
tuumlkoumlr
feacutenyforraacutes
lencse
reacutes
detektor
HPLC
UniverzaacutelisKicsiny linearitaacutesLOD asymp 10 ng
UV-Vis spektrofotomeacuteterAlkalmazhatoacute UV-Vis tartomaacutenyban elnyel az adott komponens
Lambeert-BeerAλλλλ = ελλλλ c l
FeacutenyforraacutesUV deuteacuterium laacutempaVis volfraacutem laacutempa
reacutes
feacutenyforraacutes
monokromaacutetor
bdquofeacutenyosztoacuterdquo(splitter)
DETEKTOR
referencia aacuteg
meacuterı aacuteg
cella (kuumlvetta)I0
I0 I0
IDetektorfotodioacuteda
Cellakvarc kuumlvettal=5-10 mm
10-7100000
10-610000
10-51000
c [mol dm-3]
ελλλλ[dm3 mol-1cm-1]
l = 1 cmA = 001c = A (ελλλλ l)
A = 0001 --- 10-8 mol dm-3
Fluoreszcencia meacutereacutesen alapuloacute detektorfluoreszkaacuteloacute anyagok detektaacutelaacutesa
reacutes
feacutenyforraacutes
monokromaacutetorcella (kuumlvetta)
monokromaacutetor
Detektora kibocsaacutetott feacutenyt meacuteri
Szelektiacutev (specifikus) nincsenek zavaroacute komponensek (koeluacutecioacute nem annyira zavaroacute)
nagy eacuterzeacutekenyseacutegkis kimutataacutesi hataacuterLOD ~nM
Analitikai informaacutecioacuteminıseacutegi retencioacutes (migraacutecioacutes) idı
rt
tx r
R
R
x
r
=
retencioacutes (migraacutecioacutes) idı fuumlggalkalmazott koumlruumllmeacutenyekbullmozgoacutefaacutezis
bullanyagi minıseacutegbullaacuteramlaacutesi sebesseacuteg
bullaacutelloacutefaacutezisbullminıseacutegbullhossz
bullhımeacuterseacutekletbullpH ionerısseacutegbullstb
minıseacutegi informaacutecioacute UV-Vis spektrumNoumlvekvı igeacutenyek uacutej detektorok alkalmazaacutesa fejleszteacutese
TOumlMEGSPEKTROMEacuteTER
Kapcsolt technikaacutekMS mint kromatograacutefiaacutes detektor
A pontos eacutes megbiacutezhatoacute minıseacutegi eacutes mennyiseacutegi analiacutezis elkeacutepzelhetetlen a mintaacutet alkotoacute komponensek elvaacutelasztaacutesa neacutelkuumll
valoacutes mintaacutek komplex sokkomponenső rendszerek
elvaacutelasztaacutestechnikai eljaacuteraacutes alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges
A hagyomaacutenyos kromatograacutefiaacutes technikaacutek azonban meacuteg toumlkeacuteletes szeparaacutecioacute eseteacuten sem kiacutenaacutelnak abszoluacutet biztonsaacutegos minıseacutegi
azonosiacutetaacutestminıseacutegi informaacutecioacute csak az adott komponens retencioacutes viselkedeacutese
a manapsaacuteg megkoumlvetelt megbiacutezhatoacute eacutes reprodukaacutelhatoacute meghataacuterozaacutesok indokoljaacutek a toumlmegspektrometria eacutes az
elvaacutelasztaacutestechnikai moacutedszerek kombinaacutelaacutesaacutet
Toumlmegspektrometria (MS)
Alapelve a gaacutezaacutellapotuacute ionizaacutelt molekulaacutekat ezek toumlredeacutekeit (un fragmenseit) vagy bizonyos esetekben az atomokboacutel keacutepzıdoumltt ionokat toumlmeguumlk alapjaacuten szeacutetvaacutelasztja majd mennyiseacutegileg meghataacuterozza
1 mintabevitel eacutes a minta gaacutezaacutellapotba hozaacutesa2 ionizaacutecioacute eacutes bizonyos esetekben fragmentaacutecioacute
3 a keletkezett ionok toumllteacutesegyseacutegre jutoacute toumlmeguumlk szerinti elvaacutelasztaacutesa 4 a szeacutetvaacutelasztott kuumlloumlnboumlzı toumlmegő ionok mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesa
A keacuteszuumlleacutek feleacutepiacuteteacutese
mintabevitel ionforraacutes analizaacutetor detektor
vaacutekuumrendszer
vezeacuterlı- eacutes adatfeldolgozoacute rendszer
Nobel-diacutej 1922 1989 2002
(foto)elektronsokszorozoacute
Atmoszfeacuterikus nyomaacutesuacute ionizaacutecioacutes technikaacutekHPLC-MS
ESI (ElectroSpray Ionization)
APCI (Atmospheric Pressure Chemical Ionization)
nem szuumlkseacuteges ionok jelenleacutete az oldatbanelektromos kisuumlleacutes szekunder ionizaacutecioacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Kedvezıbb tulajdonsaacutegok kialakiacutetaacutesaDetektaacutelhatoacutesaacutegKromatograacutefiaacutes viselkedeacutes
keacutemiai reakcioacute segiacutetseacutegeacutevel megvaacuteltoztatjuk a kiindulaacutesi anyag valamely tulajdonsaacutegaacutet
derivatizaacuteloacuteszer megvaacutelasztaacutesa
molekula szerkezete (funkcioacutes csoportok)detektaacutelaacutes
El kell-e (el lehet-e) vaacutelasztani a maacutetrixtoacutel
Specifikus reakcioacutek egyszerősiacutethetik a mintaelıkeacutesziacuteteacutest ill az elvaacutelasztaacutest
MS csak az utoacutebbi eacutevtizedben vaacutelt megfizethetıveacutekorlaacutetai
bullionizaacutecioacutebulldraacutega
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Gaacutezkromatogaacutefiaacuteban
A mintakomponensek illeacutekonysaacutegaacutenak noumlveleacutese
Az anyagok termikus stabilitaacutesaacutenak noumlveleacutese
Csuacutecsaacutetfedeacutesek csoumlkkenteacutese (retencioacutes idı)
Detektaacutelhatoacutesaacuteg noumlveleacutese
A gaacutezkromatograacutefia bomlaacutes neacutelkuumll gızzeacute ill gaacutezzaacute alakiacutethatoacute vegyuumlletek elvaacutelasztaacutesaacutera eacutes analiacuteziseacutere szolgaacuteloacute moacutedszer
Elvaacutelasztaacutes alapja1 illeacutekonysaacuteg (forraacutespont)2 szerkezet
Illeacutekonysaacuteghıstabilitaacutes
~12 millioacute szerves vegyuumllet jelentıs reacuteszuumlk hıeacuterzeacutekenynagyobb jelentıseacuteggel ~ 50 ezer biacuter jelentıs reacutesze gaacutezkromatografaacutelhatoacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Folyadeacutekkromatograacutefiaacuteban
A detektaacutelaacutes (detektaacutelhatoacutesaacuteg) javiacutetaacutesa
bullkromofoacuterok beeacutepiacuteteacutese (UV-elnyeleacutes noumlveleacutese)
bullfluoreszcens csoportok beeacutepiacuteteacutese
bullkromatograacutefiaacutes viselkedeacutes befolyaacutesolaacutesa
korlaacutetOLDHATOacuteSAacuteG
kromatografaacutelaacutes elıtti (prekolumn)
bullnem kell gyorsnak lennibullnehezen automatizaacutelhatoacute bulla reagens koumlnnyen elvaacutelaszthatoacute legyenbullteljesen veacutegbemenjen
bullreprodukaacutelhatoacutebullgyors legyen
bullreagens ne zavarjonbullteljesen veacutegbemenjen
elvaacutelasztaacutes utaacuteni (posztkolumn)
A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet
GaacutezkromatograacutefisGaacutezkromatograacutefis derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes
1 1 AlkilszililAlkilszilil szaacutermazeacutekokszaacutermazeacutekok
A legaacuteltalaacutenosabban alkalmazott derivatizaacuteloacutereagensek (ldquotrimetilszililezırdquo szerek)
(CH3)3 Si NN
N-trimetilszililimidazol
CH3 C
N
O
Si(CH3)3
Si(CH3)3
NO-bisz-trimetilszililacetamid
Si CH3
CH3
CH3
N
CH3
C
O
CF3
N-metil-N-trimetilszilil-trifluoroacetamid
(CH3)3 Si N(C2H5)2
N-trimetilszilildietilamin
Szililezeacutes Illeacutekonysaacuteg noumlvekedeacutes
GCMSfragmentaacutecioacutes profilkarakterisztikus ionok (nyomanaliacutezis)
R3Si-X + Rrsquo-H R3Si-Rrsquo + X-H
OldoacuteszerekPiridin DMF DMSO THF ACN
SiCH3
CH3
CH3
Cl
Trimetilkloacuterszilaacuten
SiCH3
CH3
CH3
NH Si
CH3
CH3
CH3
Hexametildiszilazaacuten
Vizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi soraVizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi sora
R-OH gt Ph-OH gt RCOOH gt R-NH2 gt R-CONH-R
A A trimetilszilileztrimetilszililez ıı reagensek reaktivitreagensek reaktivitaacuteaacutesi sorasi sora
Trimetilszilil-imidazol gt NO-bisz(trimetilszilil)trifluoracetamid gt NO-bisz(trimetilszilil)acetamid gt Nmdashmetil-N-(trimetilszilil)-
trifluoroacetamid gt N-trimetilszilildietilamin gt N-metil-N-trimetilszilil-acetamid gt trimetilkloacuterszilaacuten gt hexametil-diszilazaacuten
Funkcioacutes csoport Funkcioacutes cs neve Szaacutermazeacutek Szaacutermazeacutek neve
OH Hidroxil OTMS Trimetilszilil-eacuteter
SH Tiol STMS Trimetilszilil-tioeacuteter
COOH Karboxil COOTMS Trimetilszilil-karboxilaacutet
POH Foszfaacutet POTMS Trimetilszilil-foszfaacutet
SOH Szulfaacutet SOTMS Trimetilszilil-szulfaacutet
NOH Nitraacutet NOTMS Trimetilszilil-nitraacutet
BOH Boraacutet BOTMS Trimetilszilil-boraacutet
NH2 Amin NHTMS N(TMS)2
Trimetilszilil-amin
NH Imin NTMS Trimetilszilil-imin
CONH2 Karbonsavamid CONHTMS N-Trimetilszilil-karbonsavamid
CH2-C=O Karbonil CH=COTMS Trimetilszilil-enoleacuteter
TrimetilszililTrimetilszilil szszaacuteaacutermazrmazeacuteeacutekot adkot adoacuteoacute funkcifunkci oacuteoacutes csoportoks csoportok
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
Aktiacutev hidrogeacutenatom csereacutelıdik ki alkil- (aril-) csoportra
Vegyuumllet keacuteplete Vegyuumllet neve Szaacutermazeacutek keacuteplete Szaacutermazeacutek neveRCOOH Karbonsav RCOOR1 EacuteszterRSO2OH Szulfonsav RSO2OR1 Szulfonsav eacuteszterROH Alkohol ROR1 EacuteterRSH Tioalkohol RSR1 TioeacuteterRNH2 Alkil-amin RN(R1)2 TrialkilaminR2NH Dialkilamin R2NR1 TrialkilaminRCONH2 Karbonsavamid RCONHR1 N-alkil-karbonsavamidRSO2NH2 Szulfonsavamid RSO2N(R1)2 NNrsquo-dialkil-szulfonamidRCOCH2COR β-diketon RCOCH=C(OR1)R β-acil-O-enoleacuteter
R(Ar) X
X = I Br
R = Me Et Pr Bz
+ R1COO- R(Ar) O C R1
O
+ X- Ag2O
NaH BaO
2
C H3N 2 + RC O O- RC O O C H3 + N2
C 2H 5N 2
N 2
RC O O C2H 5
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
1
(CH3)2N CH(O R1)2
R1 = CH3 C2H5 C3H7 C4H9
+ RCOOH
(fenolok amidok tiolok)
RCOOR1 + (CH3)2N CHO + R1OH
N N-dimetil-dialkilacetaacutel
3
Ag2O + alkil-halid
(Cl kisebb aktivitaacutes)
Diazo-alkaacutenokkal
Dialkil-acetaacutelok
Extraktiacutev alkilezeacutes
Savak fenolok alkoholok vagy amidok alkilezeacutese vizes koumlzegben
RCOO- + R4N+ RCOO-R4N
+
RCOO-R4N+
AQ
AQ
RCOO-R4N+
ORG
RCOO-R4N+
ORG+ R1I
RCOOR1 + R4N+I-
PirolitikusPirolitikus alkilezeacutesalkilezeacutes
RCOOH + C6H5(CH3)3N+OH- RCOO-C6H5N
+(CH3)3 + H2O
RCOO-C6H5N+(CH3)3 RCOOCH3 + C6H5N(CH3)2
ArilezeacutesArilezeacutes
NO2
NO2 F + RNH2
RSH
C6H5OH
NO2
NO2 NH R + HF
OximkeacutepzeacutesOximkeacutepzeacutes
C O
R1
R2
F
F F
F
F CH2O NH2+
H2O
F
F F
F
F CH2O N C
R1
R2
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
bullGCbullHPLCbullCE
leggyakrabban alkalmazott elvaacutelasztaacutestechnikai moacutedszerek
12 millioacute szerves vegyuumllet
KROMATOGRAacuteFIA
keacutemiai analiacutezisek ~70 ELVAacuteLASZTAacuteSI TECHNIKA
DETEKTOROKAz eluenst alkotoacute komponensek jelenleacuteteacuteben keacutepesnek kell lennie
a minta alkotoacuteinak meacutereacuteseacutere
bullcsak a mintaacutet alkotoacute komponensekre ad vaacutelaszjeletbullcsak az eluenst alkotoacute komponensekre ad vaacutelaszjelet (indirekt detektaacutelaacutes)
Eluens megvaacutelasztaacutesa mineacutel kisebb detektorjel
DetektorokKolonna idıben (teacuterben) elvaacutelasztja az egyes alkotoacutekat
Az adott komponens az eluenssel (vivıgaacutezzal) egyuumltt beaacuteramlik a detektorba
mennyiseacutegi analiacutezisa detektor aacuteltal elıaacutelliacutetott jel araacutenyos az anyag koncentraacutecioacutejaacuteval vagy idıegyseacuteg alatt bejutott mennyiseacutegeacutevel
univerzaacutelis minden molekulaacutera ad jeletszelektiacutevbizonyos vegyuumllettiacutepusokra ad jeletspecifikuscsak bizonyos molekulaacutekra ad jelet
destruktiacutevnem destruktiacutev
dinamikus tartomaacuteny az a koncentraacutecioacute tartomaacuteny amelyben a koncentraacutecioacute vaacuteltozaacutesa detektorjel vaacuteltozaacutest eredmeacutenyez
lineaacuteris tartomaacuteny T= mc (elteacutereacutes lt 5 )
eacuterzeacutekenyseacutegm (egyseacutegnyi koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutes hataacutesaacutera bekoumlvetkezı jelvaacuteltozaacutes)
kimutataacutesi hataacuteraz a koncentraacutecioacute melynek meacutereacuteseacuteneacutel a detektor vaacutelaszjele egyeacutertelmően megkuumlloumlnboumlztethetı a haacutetteacutertıl (LOD)
meghataacuterozaacutesi hataacuteraz a legkisebb koncentraacutecioacute amely megfelelı precizitaacutessal eacutes pontossaacuteggal meghataacuterozhatoacute (LOQ)
GC Detektorokhıvezetıkeacutepesseacuteg-meacuterı detektor (Thermal Conductivity D)
(kataromeacuteter)
nem destruktiacutevuniverzaacutelis
W-szaacutelak 100-200 mA főtıaacuteram
hiacutedkapcsolaacutes
dinamikus tartomaacuteny 105
LOD 5-50 ng
VivıgaacutezH2 HeN2
ellenaacutellaacutes megvaacuteltozaacutesa
laacutengionizaacutecioacutes detektor(FID)
hidrogeacutenlevegı eleggyel taacuteplaacutelt mikroeacutegı amely foumlleacute elektroacutedpaacutert helyeznek el
nem ionizaacutelhatoacute eluens N2 Ar He H2
A kolonnaacutet elhagyoacute szerves komponensek a laacutengba jutva toumlbbleacutepeacuteses reakcioacuteban oxigeacuten
koumlzremőkoumldeacuteseacutevel ionizaacuteloacutednak
a keacutepzıdoumltt ionok hataacutesaacutera aacuteram folyik ami erısiacuteteacutes utaacuten meacuterhetı
C-detektor minden eacuteghetı anyagra ad jelet
destruktiacutevdinamikus tartomaacuteny 105-106
LOD 005-05 ng
elektronbefogaacutesi detektor (ECD)β-sugaacuterzoacute radioaktiacutev forraacutes (pl 63Ni)
Az elektron aacuteramlaacutes kicsiny (10-12 A) aacutellandoacute elektromos aacuteramot hoz leacutetre a megfelelı feszuumlltseacutegre kapcsolt
elektroacutedok koumlzoumltt nagy elektronegativitaacutesuacute elemet tartalmazoacute
komponensek az elektromos teacuterben az elektronokat befogjaacutek eacutes iacutegy jelentısen csoumlkkentik az aacuteramot
oumlbliacutetıgaacutez bevezeteacutes
oumlbliacutetıgaacutez kivezeteacutes
anoacuted (+)
63Ni foacutelia (-) 1-10 V polarizaacutecioacutes feszuumlltseacuteg
bdquomake uprdquo gaacutez
kolonna
F O Cl Br
100000polikloacuterozott vegyuumlletek
(peszticidek)
10000trikloridok
1000monobromidok dikloridok
100alkoholok ketonok aminok
10eacuteterek eacuteszterek
0szeacutenhidrogeacutenek
relatiacutev vaacutelaszjel
vegyuumlletcsoport
dinamikus tartomaacuteny lt103
LOD 01-10 pg
Vivıgaacutez He (nagytisztasaacuteguacute)
Toumlreacutesmutatoacute meacutereacutesen alapuloacute detektoruniverzaacutelis detektor
a minta eacutes az eluens toumlreacutesmutatoacuteja koumlzti kuumlloumlnbseacuteget meacuteri
Diffrakcioacutes detektor feacutenyelhajlaacutes meacutereacutesen alapul
meacuterı aacutegreferencia aacuteg
tuumlkoumlr
feacutenyforraacutes
lencse
reacutes
detektor
HPLC
UniverzaacutelisKicsiny linearitaacutesLOD asymp 10 ng
UV-Vis spektrofotomeacuteterAlkalmazhatoacute UV-Vis tartomaacutenyban elnyel az adott komponens
Lambeert-BeerAλλλλ = ελλλλ c l
FeacutenyforraacutesUV deuteacuterium laacutempaVis volfraacutem laacutempa
reacutes
feacutenyforraacutes
monokromaacutetor
bdquofeacutenyosztoacuterdquo(splitter)
DETEKTOR
referencia aacuteg
meacuterı aacuteg
cella (kuumlvetta)I0
I0 I0
IDetektorfotodioacuteda
Cellakvarc kuumlvettal=5-10 mm
10-7100000
10-610000
10-51000
c [mol dm-3]
ελλλλ[dm3 mol-1cm-1]
l = 1 cmA = 001c = A (ελλλλ l)
A = 0001 --- 10-8 mol dm-3
Fluoreszcencia meacutereacutesen alapuloacute detektorfluoreszkaacuteloacute anyagok detektaacutelaacutesa
reacutes
feacutenyforraacutes
monokromaacutetorcella (kuumlvetta)
monokromaacutetor
Detektora kibocsaacutetott feacutenyt meacuteri
Szelektiacutev (specifikus) nincsenek zavaroacute komponensek (koeluacutecioacute nem annyira zavaroacute)
nagy eacuterzeacutekenyseacutegkis kimutataacutesi hataacuterLOD ~nM
Analitikai informaacutecioacuteminıseacutegi retencioacutes (migraacutecioacutes) idı
rt
tx r
R
R
x
r
=
retencioacutes (migraacutecioacutes) idı fuumlggalkalmazott koumlruumllmeacutenyekbullmozgoacutefaacutezis
bullanyagi minıseacutegbullaacuteramlaacutesi sebesseacuteg
bullaacutelloacutefaacutezisbullminıseacutegbullhossz
bullhımeacuterseacutekletbullpH ionerısseacutegbullstb
minıseacutegi informaacutecioacute UV-Vis spektrumNoumlvekvı igeacutenyek uacutej detektorok alkalmazaacutesa fejleszteacutese
TOumlMEGSPEKTROMEacuteTER
Kapcsolt technikaacutekMS mint kromatograacutefiaacutes detektor
A pontos eacutes megbiacutezhatoacute minıseacutegi eacutes mennyiseacutegi analiacutezis elkeacutepzelhetetlen a mintaacutet alkotoacute komponensek elvaacutelasztaacutesa neacutelkuumll
valoacutes mintaacutek komplex sokkomponenső rendszerek
elvaacutelasztaacutestechnikai eljaacuteraacutes alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges
A hagyomaacutenyos kromatograacutefiaacutes technikaacutek azonban meacuteg toumlkeacuteletes szeparaacutecioacute eseteacuten sem kiacutenaacutelnak abszoluacutet biztonsaacutegos minıseacutegi
azonosiacutetaacutestminıseacutegi informaacutecioacute csak az adott komponens retencioacutes viselkedeacutese
a manapsaacuteg megkoumlvetelt megbiacutezhatoacute eacutes reprodukaacutelhatoacute meghataacuterozaacutesok indokoljaacutek a toumlmegspektrometria eacutes az
elvaacutelasztaacutestechnikai moacutedszerek kombinaacutelaacutesaacutet
Toumlmegspektrometria (MS)
Alapelve a gaacutezaacutellapotuacute ionizaacutelt molekulaacutekat ezek toumlredeacutekeit (un fragmenseit) vagy bizonyos esetekben az atomokboacutel keacutepzıdoumltt ionokat toumlmeguumlk alapjaacuten szeacutetvaacutelasztja majd mennyiseacutegileg meghataacuterozza
1 mintabevitel eacutes a minta gaacutezaacutellapotba hozaacutesa2 ionizaacutecioacute eacutes bizonyos esetekben fragmentaacutecioacute
3 a keletkezett ionok toumllteacutesegyseacutegre jutoacute toumlmeguumlk szerinti elvaacutelasztaacutesa 4 a szeacutetvaacutelasztott kuumlloumlnboumlzı toumlmegő ionok mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesa
A keacuteszuumlleacutek feleacutepiacuteteacutese
mintabevitel ionforraacutes analizaacutetor detektor
vaacutekuumrendszer
vezeacuterlı- eacutes adatfeldolgozoacute rendszer
Nobel-diacutej 1922 1989 2002
(foto)elektronsokszorozoacute
Atmoszfeacuterikus nyomaacutesuacute ionizaacutecioacutes technikaacutekHPLC-MS
ESI (ElectroSpray Ionization)
APCI (Atmospheric Pressure Chemical Ionization)
nem szuumlkseacuteges ionok jelenleacutete az oldatbanelektromos kisuumlleacutes szekunder ionizaacutecioacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Kedvezıbb tulajdonsaacutegok kialakiacutetaacutesaDetektaacutelhatoacutesaacutegKromatograacutefiaacutes viselkedeacutes
keacutemiai reakcioacute segiacutetseacutegeacutevel megvaacuteltoztatjuk a kiindulaacutesi anyag valamely tulajdonsaacutegaacutet
derivatizaacuteloacuteszer megvaacutelasztaacutesa
molekula szerkezete (funkcioacutes csoportok)detektaacutelaacutes
El kell-e (el lehet-e) vaacutelasztani a maacutetrixtoacutel
Specifikus reakcioacutek egyszerősiacutethetik a mintaelıkeacutesziacuteteacutest ill az elvaacutelasztaacutest
MS csak az utoacutebbi eacutevtizedben vaacutelt megfizethetıveacutekorlaacutetai
bullionizaacutecioacutebulldraacutega
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Gaacutezkromatogaacutefiaacuteban
A mintakomponensek illeacutekonysaacutegaacutenak noumlveleacutese
Az anyagok termikus stabilitaacutesaacutenak noumlveleacutese
Csuacutecsaacutetfedeacutesek csoumlkkenteacutese (retencioacutes idı)
Detektaacutelhatoacutesaacuteg noumlveleacutese
A gaacutezkromatograacutefia bomlaacutes neacutelkuumll gızzeacute ill gaacutezzaacute alakiacutethatoacute vegyuumlletek elvaacutelasztaacutesaacutera eacutes analiacuteziseacutere szolgaacuteloacute moacutedszer
Elvaacutelasztaacutes alapja1 illeacutekonysaacuteg (forraacutespont)2 szerkezet
Illeacutekonysaacuteghıstabilitaacutes
~12 millioacute szerves vegyuumllet jelentıs reacuteszuumlk hıeacuterzeacutekenynagyobb jelentıseacuteggel ~ 50 ezer biacuter jelentıs reacutesze gaacutezkromatografaacutelhatoacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Folyadeacutekkromatograacutefiaacuteban
A detektaacutelaacutes (detektaacutelhatoacutesaacuteg) javiacutetaacutesa
bullkromofoacuterok beeacutepiacuteteacutese (UV-elnyeleacutes noumlveleacutese)
bullfluoreszcens csoportok beeacutepiacuteteacutese
bullkromatograacutefiaacutes viselkedeacutes befolyaacutesolaacutesa
korlaacutetOLDHATOacuteSAacuteG
kromatografaacutelaacutes elıtti (prekolumn)
bullnem kell gyorsnak lennibullnehezen automatizaacutelhatoacute bulla reagens koumlnnyen elvaacutelaszthatoacute legyenbullteljesen veacutegbemenjen
bullreprodukaacutelhatoacutebullgyors legyen
bullreagens ne zavarjonbullteljesen veacutegbemenjen
elvaacutelasztaacutes utaacuteni (posztkolumn)
A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet
GaacutezkromatograacutefisGaacutezkromatograacutefis derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes
1 1 AlkilszililAlkilszilil szaacutermazeacutekokszaacutermazeacutekok
A legaacuteltalaacutenosabban alkalmazott derivatizaacuteloacutereagensek (ldquotrimetilszililezırdquo szerek)
(CH3)3 Si NN
N-trimetilszililimidazol
CH3 C
N
O
Si(CH3)3
Si(CH3)3
NO-bisz-trimetilszililacetamid
Si CH3
CH3
CH3
N
CH3
C
O
CF3
N-metil-N-trimetilszilil-trifluoroacetamid
(CH3)3 Si N(C2H5)2
N-trimetilszilildietilamin
Szililezeacutes Illeacutekonysaacuteg noumlvekedeacutes
GCMSfragmentaacutecioacutes profilkarakterisztikus ionok (nyomanaliacutezis)
R3Si-X + Rrsquo-H R3Si-Rrsquo + X-H
OldoacuteszerekPiridin DMF DMSO THF ACN
SiCH3
CH3
CH3
Cl
Trimetilkloacuterszilaacuten
SiCH3
CH3
CH3
NH Si
CH3
CH3
CH3
Hexametildiszilazaacuten
Vizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi soraVizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi sora
R-OH gt Ph-OH gt RCOOH gt R-NH2 gt R-CONH-R
A A trimetilszilileztrimetilszililez ıı reagensek reaktivitreagensek reaktivitaacuteaacutesi sorasi sora
Trimetilszilil-imidazol gt NO-bisz(trimetilszilil)trifluoracetamid gt NO-bisz(trimetilszilil)acetamid gt Nmdashmetil-N-(trimetilszilil)-
trifluoroacetamid gt N-trimetilszilildietilamin gt N-metil-N-trimetilszilil-acetamid gt trimetilkloacuterszilaacuten gt hexametil-diszilazaacuten
Funkcioacutes csoport Funkcioacutes cs neve Szaacutermazeacutek Szaacutermazeacutek neve
OH Hidroxil OTMS Trimetilszilil-eacuteter
SH Tiol STMS Trimetilszilil-tioeacuteter
COOH Karboxil COOTMS Trimetilszilil-karboxilaacutet
POH Foszfaacutet POTMS Trimetilszilil-foszfaacutet
SOH Szulfaacutet SOTMS Trimetilszilil-szulfaacutet
NOH Nitraacutet NOTMS Trimetilszilil-nitraacutet
BOH Boraacutet BOTMS Trimetilszilil-boraacutet
NH2 Amin NHTMS N(TMS)2
Trimetilszilil-amin
NH Imin NTMS Trimetilszilil-imin
CONH2 Karbonsavamid CONHTMS N-Trimetilszilil-karbonsavamid
CH2-C=O Karbonil CH=COTMS Trimetilszilil-enoleacuteter
TrimetilszililTrimetilszilil szszaacuteaacutermazrmazeacuteeacutekot adkot adoacuteoacute funkcifunkci oacuteoacutes csoportoks csoportok
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
Aktiacutev hidrogeacutenatom csereacutelıdik ki alkil- (aril-) csoportra
Vegyuumllet keacuteplete Vegyuumllet neve Szaacutermazeacutek keacuteplete Szaacutermazeacutek neveRCOOH Karbonsav RCOOR1 EacuteszterRSO2OH Szulfonsav RSO2OR1 Szulfonsav eacuteszterROH Alkohol ROR1 EacuteterRSH Tioalkohol RSR1 TioeacuteterRNH2 Alkil-amin RN(R1)2 TrialkilaminR2NH Dialkilamin R2NR1 TrialkilaminRCONH2 Karbonsavamid RCONHR1 N-alkil-karbonsavamidRSO2NH2 Szulfonsavamid RSO2N(R1)2 NNrsquo-dialkil-szulfonamidRCOCH2COR β-diketon RCOCH=C(OR1)R β-acil-O-enoleacuteter
R(Ar) X
X = I Br
R = Me Et Pr Bz
+ R1COO- R(Ar) O C R1
O
+ X- Ag2O
NaH BaO
2
C H3N 2 + RC O O- RC O O C H3 + N2
C 2H 5N 2
N 2
RC O O C2H 5
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
1
(CH3)2N CH(O R1)2
R1 = CH3 C2H5 C3H7 C4H9
+ RCOOH
(fenolok amidok tiolok)
RCOOR1 + (CH3)2N CHO + R1OH
N N-dimetil-dialkilacetaacutel
3
Ag2O + alkil-halid
(Cl kisebb aktivitaacutes)
Diazo-alkaacutenokkal
Dialkil-acetaacutelok
Extraktiacutev alkilezeacutes
Savak fenolok alkoholok vagy amidok alkilezeacutese vizes koumlzegben
RCOO- + R4N+ RCOO-R4N
+
RCOO-R4N+
AQ
AQ
RCOO-R4N+
ORG
RCOO-R4N+
ORG+ R1I
RCOOR1 + R4N+I-
PirolitikusPirolitikus alkilezeacutesalkilezeacutes
RCOOH + C6H5(CH3)3N+OH- RCOO-C6H5N
+(CH3)3 + H2O
RCOO-C6H5N+(CH3)3 RCOOCH3 + C6H5N(CH3)2
ArilezeacutesArilezeacutes
NO2
NO2 F + RNH2
RSH
C6H5OH
NO2
NO2 NH R + HF
OximkeacutepzeacutesOximkeacutepzeacutes
C O
R1
R2
F
F F
F
F CH2O NH2+
H2O
F
F F
F
F CH2O N C
R1
R2
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
KROMATOGRAacuteFIA
keacutemiai analiacutezisek ~70 ELVAacuteLASZTAacuteSI TECHNIKA
DETEKTOROKAz eluenst alkotoacute komponensek jelenleacuteteacuteben keacutepesnek kell lennie
a minta alkotoacuteinak meacutereacuteseacutere
bullcsak a mintaacutet alkotoacute komponensekre ad vaacutelaszjeletbullcsak az eluenst alkotoacute komponensekre ad vaacutelaszjelet (indirekt detektaacutelaacutes)
Eluens megvaacutelasztaacutesa mineacutel kisebb detektorjel
DetektorokKolonna idıben (teacuterben) elvaacutelasztja az egyes alkotoacutekat
Az adott komponens az eluenssel (vivıgaacutezzal) egyuumltt beaacuteramlik a detektorba
mennyiseacutegi analiacutezisa detektor aacuteltal elıaacutelliacutetott jel araacutenyos az anyag koncentraacutecioacutejaacuteval vagy idıegyseacuteg alatt bejutott mennyiseacutegeacutevel
univerzaacutelis minden molekulaacutera ad jeletszelektiacutevbizonyos vegyuumllettiacutepusokra ad jeletspecifikuscsak bizonyos molekulaacutekra ad jelet
destruktiacutevnem destruktiacutev
dinamikus tartomaacuteny az a koncentraacutecioacute tartomaacuteny amelyben a koncentraacutecioacute vaacuteltozaacutesa detektorjel vaacuteltozaacutest eredmeacutenyez
lineaacuteris tartomaacuteny T= mc (elteacutereacutes lt 5 )
eacuterzeacutekenyseacutegm (egyseacutegnyi koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutes hataacutesaacutera bekoumlvetkezı jelvaacuteltozaacutes)
kimutataacutesi hataacuteraz a koncentraacutecioacute melynek meacutereacuteseacuteneacutel a detektor vaacutelaszjele egyeacutertelmően megkuumlloumlnboumlztethetı a haacutetteacutertıl (LOD)
meghataacuterozaacutesi hataacuteraz a legkisebb koncentraacutecioacute amely megfelelı precizitaacutessal eacutes pontossaacuteggal meghataacuterozhatoacute (LOQ)
GC Detektorokhıvezetıkeacutepesseacuteg-meacuterı detektor (Thermal Conductivity D)
(kataromeacuteter)
nem destruktiacutevuniverzaacutelis
W-szaacutelak 100-200 mA főtıaacuteram
hiacutedkapcsolaacutes
dinamikus tartomaacuteny 105
LOD 5-50 ng
VivıgaacutezH2 HeN2
ellenaacutellaacutes megvaacuteltozaacutesa
laacutengionizaacutecioacutes detektor(FID)
hidrogeacutenlevegı eleggyel taacuteplaacutelt mikroeacutegı amely foumlleacute elektroacutedpaacutert helyeznek el
nem ionizaacutelhatoacute eluens N2 Ar He H2
A kolonnaacutet elhagyoacute szerves komponensek a laacutengba jutva toumlbbleacutepeacuteses reakcioacuteban oxigeacuten
koumlzremőkoumldeacuteseacutevel ionizaacuteloacutednak
a keacutepzıdoumltt ionok hataacutesaacutera aacuteram folyik ami erısiacuteteacutes utaacuten meacuterhetı
C-detektor minden eacuteghetı anyagra ad jelet
destruktiacutevdinamikus tartomaacuteny 105-106
LOD 005-05 ng
elektronbefogaacutesi detektor (ECD)β-sugaacuterzoacute radioaktiacutev forraacutes (pl 63Ni)
Az elektron aacuteramlaacutes kicsiny (10-12 A) aacutellandoacute elektromos aacuteramot hoz leacutetre a megfelelı feszuumlltseacutegre kapcsolt
elektroacutedok koumlzoumltt nagy elektronegativitaacutesuacute elemet tartalmazoacute
komponensek az elektromos teacuterben az elektronokat befogjaacutek eacutes iacutegy jelentısen csoumlkkentik az aacuteramot
oumlbliacutetıgaacutez bevezeteacutes
oumlbliacutetıgaacutez kivezeteacutes
anoacuted (+)
63Ni foacutelia (-) 1-10 V polarizaacutecioacutes feszuumlltseacuteg
bdquomake uprdquo gaacutez
kolonna
F O Cl Br
100000polikloacuterozott vegyuumlletek
(peszticidek)
10000trikloridok
1000monobromidok dikloridok
100alkoholok ketonok aminok
10eacuteterek eacuteszterek
0szeacutenhidrogeacutenek
relatiacutev vaacutelaszjel
vegyuumlletcsoport
dinamikus tartomaacuteny lt103
LOD 01-10 pg
Vivıgaacutez He (nagytisztasaacuteguacute)
Toumlreacutesmutatoacute meacutereacutesen alapuloacute detektoruniverzaacutelis detektor
a minta eacutes az eluens toumlreacutesmutatoacuteja koumlzti kuumlloumlnbseacuteget meacuteri
Diffrakcioacutes detektor feacutenyelhajlaacutes meacutereacutesen alapul
meacuterı aacutegreferencia aacuteg
tuumlkoumlr
feacutenyforraacutes
lencse
reacutes
detektor
HPLC
UniverzaacutelisKicsiny linearitaacutesLOD asymp 10 ng
UV-Vis spektrofotomeacuteterAlkalmazhatoacute UV-Vis tartomaacutenyban elnyel az adott komponens
Lambeert-BeerAλλλλ = ελλλλ c l
FeacutenyforraacutesUV deuteacuterium laacutempaVis volfraacutem laacutempa
reacutes
feacutenyforraacutes
monokromaacutetor
bdquofeacutenyosztoacuterdquo(splitter)
DETEKTOR
referencia aacuteg
meacuterı aacuteg
cella (kuumlvetta)I0
I0 I0
IDetektorfotodioacuteda
Cellakvarc kuumlvettal=5-10 mm
10-7100000
10-610000
10-51000
c [mol dm-3]
ελλλλ[dm3 mol-1cm-1]
l = 1 cmA = 001c = A (ελλλλ l)
A = 0001 --- 10-8 mol dm-3
Fluoreszcencia meacutereacutesen alapuloacute detektorfluoreszkaacuteloacute anyagok detektaacutelaacutesa
reacutes
feacutenyforraacutes
monokromaacutetorcella (kuumlvetta)
monokromaacutetor
Detektora kibocsaacutetott feacutenyt meacuteri
Szelektiacutev (specifikus) nincsenek zavaroacute komponensek (koeluacutecioacute nem annyira zavaroacute)
nagy eacuterzeacutekenyseacutegkis kimutataacutesi hataacuterLOD ~nM
Analitikai informaacutecioacuteminıseacutegi retencioacutes (migraacutecioacutes) idı
rt
tx r
R
R
x
r
=
retencioacutes (migraacutecioacutes) idı fuumlggalkalmazott koumlruumllmeacutenyekbullmozgoacutefaacutezis
bullanyagi minıseacutegbullaacuteramlaacutesi sebesseacuteg
bullaacutelloacutefaacutezisbullminıseacutegbullhossz
bullhımeacuterseacutekletbullpH ionerısseacutegbullstb
minıseacutegi informaacutecioacute UV-Vis spektrumNoumlvekvı igeacutenyek uacutej detektorok alkalmazaacutesa fejleszteacutese
TOumlMEGSPEKTROMEacuteTER
Kapcsolt technikaacutekMS mint kromatograacutefiaacutes detektor
A pontos eacutes megbiacutezhatoacute minıseacutegi eacutes mennyiseacutegi analiacutezis elkeacutepzelhetetlen a mintaacutet alkotoacute komponensek elvaacutelasztaacutesa neacutelkuumll
valoacutes mintaacutek komplex sokkomponenső rendszerek
elvaacutelasztaacutestechnikai eljaacuteraacutes alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges
A hagyomaacutenyos kromatograacutefiaacutes technikaacutek azonban meacuteg toumlkeacuteletes szeparaacutecioacute eseteacuten sem kiacutenaacutelnak abszoluacutet biztonsaacutegos minıseacutegi
azonosiacutetaacutestminıseacutegi informaacutecioacute csak az adott komponens retencioacutes viselkedeacutese
a manapsaacuteg megkoumlvetelt megbiacutezhatoacute eacutes reprodukaacutelhatoacute meghataacuterozaacutesok indokoljaacutek a toumlmegspektrometria eacutes az
elvaacutelasztaacutestechnikai moacutedszerek kombinaacutelaacutesaacutet
Toumlmegspektrometria (MS)
Alapelve a gaacutezaacutellapotuacute ionizaacutelt molekulaacutekat ezek toumlredeacutekeit (un fragmenseit) vagy bizonyos esetekben az atomokboacutel keacutepzıdoumltt ionokat toumlmeguumlk alapjaacuten szeacutetvaacutelasztja majd mennyiseacutegileg meghataacuterozza
1 mintabevitel eacutes a minta gaacutezaacutellapotba hozaacutesa2 ionizaacutecioacute eacutes bizonyos esetekben fragmentaacutecioacute
3 a keletkezett ionok toumllteacutesegyseacutegre jutoacute toumlmeguumlk szerinti elvaacutelasztaacutesa 4 a szeacutetvaacutelasztott kuumlloumlnboumlzı toumlmegő ionok mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesa
A keacuteszuumlleacutek feleacutepiacuteteacutese
mintabevitel ionforraacutes analizaacutetor detektor
vaacutekuumrendszer
vezeacuterlı- eacutes adatfeldolgozoacute rendszer
Nobel-diacutej 1922 1989 2002
(foto)elektronsokszorozoacute
Atmoszfeacuterikus nyomaacutesuacute ionizaacutecioacutes technikaacutekHPLC-MS
ESI (ElectroSpray Ionization)
APCI (Atmospheric Pressure Chemical Ionization)
nem szuumlkseacuteges ionok jelenleacutete az oldatbanelektromos kisuumlleacutes szekunder ionizaacutecioacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Kedvezıbb tulajdonsaacutegok kialakiacutetaacutesaDetektaacutelhatoacutesaacutegKromatograacutefiaacutes viselkedeacutes
keacutemiai reakcioacute segiacutetseacutegeacutevel megvaacuteltoztatjuk a kiindulaacutesi anyag valamely tulajdonsaacutegaacutet
derivatizaacuteloacuteszer megvaacutelasztaacutesa
molekula szerkezete (funkcioacutes csoportok)detektaacutelaacutes
El kell-e (el lehet-e) vaacutelasztani a maacutetrixtoacutel
Specifikus reakcioacutek egyszerősiacutethetik a mintaelıkeacutesziacuteteacutest ill az elvaacutelasztaacutest
MS csak az utoacutebbi eacutevtizedben vaacutelt megfizethetıveacutekorlaacutetai
bullionizaacutecioacutebulldraacutega
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Gaacutezkromatogaacutefiaacuteban
A mintakomponensek illeacutekonysaacutegaacutenak noumlveleacutese
Az anyagok termikus stabilitaacutesaacutenak noumlveleacutese
Csuacutecsaacutetfedeacutesek csoumlkkenteacutese (retencioacutes idı)
Detektaacutelhatoacutesaacuteg noumlveleacutese
A gaacutezkromatograacutefia bomlaacutes neacutelkuumll gızzeacute ill gaacutezzaacute alakiacutethatoacute vegyuumlletek elvaacutelasztaacutesaacutera eacutes analiacuteziseacutere szolgaacuteloacute moacutedszer
Elvaacutelasztaacutes alapja1 illeacutekonysaacuteg (forraacutespont)2 szerkezet
Illeacutekonysaacuteghıstabilitaacutes
~12 millioacute szerves vegyuumllet jelentıs reacuteszuumlk hıeacuterzeacutekenynagyobb jelentıseacuteggel ~ 50 ezer biacuter jelentıs reacutesze gaacutezkromatografaacutelhatoacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Folyadeacutekkromatograacutefiaacuteban
A detektaacutelaacutes (detektaacutelhatoacutesaacuteg) javiacutetaacutesa
bullkromofoacuterok beeacutepiacuteteacutese (UV-elnyeleacutes noumlveleacutese)
bullfluoreszcens csoportok beeacutepiacuteteacutese
bullkromatograacutefiaacutes viselkedeacutes befolyaacutesolaacutesa
korlaacutetOLDHATOacuteSAacuteG
kromatografaacutelaacutes elıtti (prekolumn)
bullnem kell gyorsnak lennibullnehezen automatizaacutelhatoacute bulla reagens koumlnnyen elvaacutelaszthatoacute legyenbullteljesen veacutegbemenjen
bullreprodukaacutelhatoacutebullgyors legyen
bullreagens ne zavarjonbullteljesen veacutegbemenjen
elvaacutelasztaacutes utaacuteni (posztkolumn)
A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet
GaacutezkromatograacutefisGaacutezkromatograacutefis derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes
1 1 AlkilszililAlkilszilil szaacutermazeacutekokszaacutermazeacutekok
A legaacuteltalaacutenosabban alkalmazott derivatizaacuteloacutereagensek (ldquotrimetilszililezırdquo szerek)
(CH3)3 Si NN
N-trimetilszililimidazol
CH3 C
N
O
Si(CH3)3
Si(CH3)3
NO-bisz-trimetilszililacetamid
Si CH3
CH3
CH3
N
CH3
C
O
CF3
N-metil-N-trimetilszilil-trifluoroacetamid
(CH3)3 Si N(C2H5)2
N-trimetilszilildietilamin
Szililezeacutes Illeacutekonysaacuteg noumlvekedeacutes
GCMSfragmentaacutecioacutes profilkarakterisztikus ionok (nyomanaliacutezis)
R3Si-X + Rrsquo-H R3Si-Rrsquo + X-H
OldoacuteszerekPiridin DMF DMSO THF ACN
SiCH3
CH3
CH3
Cl
Trimetilkloacuterszilaacuten
SiCH3
CH3
CH3
NH Si
CH3
CH3
CH3
Hexametildiszilazaacuten
Vizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi soraVizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi sora
R-OH gt Ph-OH gt RCOOH gt R-NH2 gt R-CONH-R
A A trimetilszilileztrimetilszililez ıı reagensek reaktivitreagensek reaktivitaacuteaacutesi sorasi sora
Trimetilszilil-imidazol gt NO-bisz(trimetilszilil)trifluoracetamid gt NO-bisz(trimetilszilil)acetamid gt Nmdashmetil-N-(trimetilszilil)-
trifluoroacetamid gt N-trimetilszilildietilamin gt N-metil-N-trimetilszilil-acetamid gt trimetilkloacuterszilaacuten gt hexametil-diszilazaacuten
Funkcioacutes csoport Funkcioacutes cs neve Szaacutermazeacutek Szaacutermazeacutek neve
OH Hidroxil OTMS Trimetilszilil-eacuteter
SH Tiol STMS Trimetilszilil-tioeacuteter
COOH Karboxil COOTMS Trimetilszilil-karboxilaacutet
POH Foszfaacutet POTMS Trimetilszilil-foszfaacutet
SOH Szulfaacutet SOTMS Trimetilszilil-szulfaacutet
NOH Nitraacutet NOTMS Trimetilszilil-nitraacutet
BOH Boraacutet BOTMS Trimetilszilil-boraacutet
NH2 Amin NHTMS N(TMS)2
Trimetilszilil-amin
NH Imin NTMS Trimetilszilil-imin
CONH2 Karbonsavamid CONHTMS N-Trimetilszilil-karbonsavamid
CH2-C=O Karbonil CH=COTMS Trimetilszilil-enoleacuteter
TrimetilszililTrimetilszilil szszaacuteaacutermazrmazeacuteeacutekot adkot adoacuteoacute funkcifunkci oacuteoacutes csoportoks csoportok
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
Aktiacutev hidrogeacutenatom csereacutelıdik ki alkil- (aril-) csoportra
Vegyuumllet keacuteplete Vegyuumllet neve Szaacutermazeacutek keacuteplete Szaacutermazeacutek neveRCOOH Karbonsav RCOOR1 EacuteszterRSO2OH Szulfonsav RSO2OR1 Szulfonsav eacuteszterROH Alkohol ROR1 EacuteterRSH Tioalkohol RSR1 TioeacuteterRNH2 Alkil-amin RN(R1)2 TrialkilaminR2NH Dialkilamin R2NR1 TrialkilaminRCONH2 Karbonsavamid RCONHR1 N-alkil-karbonsavamidRSO2NH2 Szulfonsavamid RSO2N(R1)2 NNrsquo-dialkil-szulfonamidRCOCH2COR β-diketon RCOCH=C(OR1)R β-acil-O-enoleacuteter
R(Ar) X
X = I Br
R = Me Et Pr Bz
+ R1COO- R(Ar) O C R1
O
+ X- Ag2O
NaH BaO
2
C H3N 2 + RC O O- RC O O C H3 + N2
C 2H 5N 2
N 2
RC O O C2H 5
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
1
(CH3)2N CH(O R1)2
R1 = CH3 C2H5 C3H7 C4H9
+ RCOOH
(fenolok amidok tiolok)
RCOOR1 + (CH3)2N CHO + R1OH
N N-dimetil-dialkilacetaacutel
3
Ag2O + alkil-halid
(Cl kisebb aktivitaacutes)
Diazo-alkaacutenokkal
Dialkil-acetaacutelok
Extraktiacutev alkilezeacutes
Savak fenolok alkoholok vagy amidok alkilezeacutese vizes koumlzegben
RCOO- + R4N+ RCOO-R4N
+
RCOO-R4N+
AQ
AQ
RCOO-R4N+
ORG
RCOO-R4N+
ORG+ R1I
RCOOR1 + R4N+I-
PirolitikusPirolitikus alkilezeacutesalkilezeacutes
RCOOH + C6H5(CH3)3N+OH- RCOO-C6H5N
+(CH3)3 + H2O
RCOO-C6H5N+(CH3)3 RCOOCH3 + C6H5N(CH3)2
ArilezeacutesArilezeacutes
NO2
NO2 F + RNH2
RSH
C6H5OH
NO2
NO2 NH R + HF
OximkeacutepzeacutesOximkeacutepzeacutes
C O
R1
R2
F
F F
F
F CH2O NH2+
H2O
F
F F
F
F CH2O N C
R1
R2
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
DetektorokKolonna idıben (teacuterben) elvaacutelasztja az egyes alkotoacutekat
Az adott komponens az eluenssel (vivıgaacutezzal) egyuumltt beaacuteramlik a detektorba
mennyiseacutegi analiacutezisa detektor aacuteltal elıaacutelliacutetott jel araacutenyos az anyag koncentraacutecioacutejaacuteval vagy idıegyseacuteg alatt bejutott mennyiseacutegeacutevel
univerzaacutelis minden molekulaacutera ad jeletszelektiacutevbizonyos vegyuumllettiacutepusokra ad jeletspecifikuscsak bizonyos molekulaacutekra ad jelet
destruktiacutevnem destruktiacutev
dinamikus tartomaacuteny az a koncentraacutecioacute tartomaacuteny amelyben a koncentraacutecioacute vaacuteltozaacutesa detektorjel vaacuteltozaacutest eredmeacutenyez
lineaacuteris tartomaacuteny T= mc (elteacutereacutes lt 5 )
eacuterzeacutekenyseacutegm (egyseacutegnyi koncentraacutecioacutevaacuteltozaacutes hataacutesaacutera bekoumlvetkezı jelvaacuteltozaacutes)
kimutataacutesi hataacuteraz a koncentraacutecioacute melynek meacutereacuteseacuteneacutel a detektor vaacutelaszjele egyeacutertelmően megkuumlloumlnboumlztethetı a haacutetteacutertıl (LOD)
meghataacuterozaacutesi hataacuteraz a legkisebb koncentraacutecioacute amely megfelelı precizitaacutessal eacutes pontossaacuteggal meghataacuterozhatoacute (LOQ)
GC Detektorokhıvezetıkeacutepesseacuteg-meacuterı detektor (Thermal Conductivity D)
(kataromeacuteter)
nem destruktiacutevuniverzaacutelis
W-szaacutelak 100-200 mA főtıaacuteram
hiacutedkapcsolaacutes
dinamikus tartomaacuteny 105
LOD 5-50 ng
VivıgaacutezH2 HeN2
ellenaacutellaacutes megvaacuteltozaacutesa
laacutengionizaacutecioacutes detektor(FID)
hidrogeacutenlevegı eleggyel taacuteplaacutelt mikroeacutegı amely foumlleacute elektroacutedpaacutert helyeznek el
nem ionizaacutelhatoacute eluens N2 Ar He H2
A kolonnaacutet elhagyoacute szerves komponensek a laacutengba jutva toumlbbleacutepeacuteses reakcioacuteban oxigeacuten
koumlzremőkoumldeacuteseacutevel ionizaacuteloacutednak
a keacutepzıdoumltt ionok hataacutesaacutera aacuteram folyik ami erısiacuteteacutes utaacuten meacuterhetı
C-detektor minden eacuteghetı anyagra ad jelet
destruktiacutevdinamikus tartomaacuteny 105-106
LOD 005-05 ng
elektronbefogaacutesi detektor (ECD)β-sugaacuterzoacute radioaktiacutev forraacutes (pl 63Ni)
Az elektron aacuteramlaacutes kicsiny (10-12 A) aacutellandoacute elektromos aacuteramot hoz leacutetre a megfelelı feszuumlltseacutegre kapcsolt
elektroacutedok koumlzoumltt nagy elektronegativitaacutesuacute elemet tartalmazoacute
komponensek az elektromos teacuterben az elektronokat befogjaacutek eacutes iacutegy jelentısen csoumlkkentik az aacuteramot
oumlbliacutetıgaacutez bevezeteacutes
oumlbliacutetıgaacutez kivezeteacutes
anoacuted (+)
63Ni foacutelia (-) 1-10 V polarizaacutecioacutes feszuumlltseacuteg
bdquomake uprdquo gaacutez
kolonna
F O Cl Br
100000polikloacuterozott vegyuumlletek
(peszticidek)
10000trikloridok
1000monobromidok dikloridok
100alkoholok ketonok aminok
10eacuteterek eacuteszterek
0szeacutenhidrogeacutenek
relatiacutev vaacutelaszjel
vegyuumlletcsoport
dinamikus tartomaacuteny lt103
LOD 01-10 pg
Vivıgaacutez He (nagytisztasaacuteguacute)
Toumlreacutesmutatoacute meacutereacutesen alapuloacute detektoruniverzaacutelis detektor
a minta eacutes az eluens toumlreacutesmutatoacuteja koumlzti kuumlloumlnbseacuteget meacuteri
Diffrakcioacutes detektor feacutenyelhajlaacutes meacutereacutesen alapul
meacuterı aacutegreferencia aacuteg
tuumlkoumlr
feacutenyforraacutes
lencse
reacutes
detektor
HPLC
UniverzaacutelisKicsiny linearitaacutesLOD asymp 10 ng
UV-Vis spektrofotomeacuteterAlkalmazhatoacute UV-Vis tartomaacutenyban elnyel az adott komponens
Lambeert-BeerAλλλλ = ελλλλ c l
FeacutenyforraacutesUV deuteacuterium laacutempaVis volfraacutem laacutempa
reacutes
feacutenyforraacutes
monokromaacutetor
bdquofeacutenyosztoacuterdquo(splitter)
DETEKTOR
referencia aacuteg
meacuterı aacuteg
cella (kuumlvetta)I0
I0 I0
IDetektorfotodioacuteda
Cellakvarc kuumlvettal=5-10 mm
10-7100000
10-610000
10-51000
c [mol dm-3]
ελλλλ[dm3 mol-1cm-1]
l = 1 cmA = 001c = A (ελλλλ l)
A = 0001 --- 10-8 mol dm-3
Fluoreszcencia meacutereacutesen alapuloacute detektorfluoreszkaacuteloacute anyagok detektaacutelaacutesa
reacutes
feacutenyforraacutes
monokromaacutetorcella (kuumlvetta)
monokromaacutetor
Detektora kibocsaacutetott feacutenyt meacuteri
Szelektiacutev (specifikus) nincsenek zavaroacute komponensek (koeluacutecioacute nem annyira zavaroacute)
nagy eacuterzeacutekenyseacutegkis kimutataacutesi hataacuterLOD ~nM
Analitikai informaacutecioacuteminıseacutegi retencioacutes (migraacutecioacutes) idı
rt
tx r
R
R
x
r
=
retencioacutes (migraacutecioacutes) idı fuumlggalkalmazott koumlruumllmeacutenyekbullmozgoacutefaacutezis
bullanyagi minıseacutegbullaacuteramlaacutesi sebesseacuteg
bullaacutelloacutefaacutezisbullminıseacutegbullhossz
bullhımeacuterseacutekletbullpH ionerısseacutegbullstb
minıseacutegi informaacutecioacute UV-Vis spektrumNoumlvekvı igeacutenyek uacutej detektorok alkalmazaacutesa fejleszteacutese
TOumlMEGSPEKTROMEacuteTER
Kapcsolt technikaacutekMS mint kromatograacutefiaacutes detektor
A pontos eacutes megbiacutezhatoacute minıseacutegi eacutes mennyiseacutegi analiacutezis elkeacutepzelhetetlen a mintaacutet alkotoacute komponensek elvaacutelasztaacutesa neacutelkuumll
valoacutes mintaacutek komplex sokkomponenső rendszerek
elvaacutelasztaacutestechnikai eljaacuteraacutes alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges
A hagyomaacutenyos kromatograacutefiaacutes technikaacutek azonban meacuteg toumlkeacuteletes szeparaacutecioacute eseteacuten sem kiacutenaacutelnak abszoluacutet biztonsaacutegos minıseacutegi
azonosiacutetaacutestminıseacutegi informaacutecioacute csak az adott komponens retencioacutes viselkedeacutese
a manapsaacuteg megkoumlvetelt megbiacutezhatoacute eacutes reprodukaacutelhatoacute meghataacuterozaacutesok indokoljaacutek a toumlmegspektrometria eacutes az
elvaacutelasztaacutestechnikai moacutedszerek kombinaacutelaacutesaacutet
Toumlmegspektrometria (MS)
Alapelve a gaacutezaacutellapotuacute ionizaacutelt molekulaacutekat ezek toumlredeacutekeit (un fragmenseit) vagy bizonyos esetekben az atomokboacutel keacutepzıdoumltt ionokat toumlmeguumlk alapjaacuten szeacutetvaacutelasztja majd mennyiseacutegileg meghataacuterozza
1 mintabevitel eacutes a minta gaacutezaacutellapotba hozaacutesa2 ionizaacutecioacute eacutes bizonyos esetekben fragmentaacutecioacute
3 a keletkezett ionok toumllteacutesegyseacutegre jutoacute toumlmeguumlk szerinti elvaacutelasztaacutesa 4 a szeacutetvaacutelasztott kuumlloumlnboumlzı toumlmegő ionok mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesa
A keacuteszuumlleacutek feleacutepiacuteteacutese
mintabevitel ionforraacutes analizaacutetor detektor
vaacutekuumrendszer
vezeacuterlı- eacutes adatfeldolgozoacute rendszer
Nobel-diacutej 1922 1989 2002
(foto)elektronsokszorozoacute
Atmoszfeacuterikus nyomaacutesuacute ionizaacutecioacutes technikaacutekHPLC-MS
ESI (ElectroSpray Ionization)
APCI (Atmospheric Pressure Chemical Ionization)
nem szuumlkseacuteges ionok jelenleacutete az oldatbanelektromos kisuumlleacutes szekunder ionizaacutecioacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Kedvezıbb tulajdonsaacutegok kialakiacutetaacutesaDetektaacutelhatoacutesaacutegKromatograacutefiaacutes viselkedeacutes
keacutemiai reakcioacute segiacutetseacutegeacutevel megvaacuteltoztatjuk a kiindulaacutesi anyag valamely tulajdonsaacutegaacutet
derivatizaacuteloacuteszer megvaacutelasztaacutesa
molekula szerkezete (funkcioacutes csoportok)detektaacutelaacutes
El kell-e (el lehet-e) vaacutelasztani a maacutetrixtoacutel
Specifikus reakcioacutek egyszerősiacutethetik a mintaelıkeacutesziacuteteacutest ill az elvaacutelasztaacutest
MS csak az utoacutebbi eacutevtizedben vaacutelt megfizethetıveacutekorlaacutetai
bullionizaacutecioacutebulldraacutega
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Gaacutezkromatogaacutefiaacuteban
A mintakomponensek illeacutekonysaacutegaacutenak noumlveleacutese
Az anyagok termikus stabilitaacutesaacutenak noumlveleacutese
Csuacutecsaacutetfedeacutesek csoumlkkenteacutese (retencioacutes idı)
Detektaacutelhatoacutesaacuteg noumlveleacutese
A gaacutezkromatograacutefia bomlaacutes neacutelkuumll gızzeacute ill gaacutezzaacute alakiacutethatoacute vegyuumlletek elvaacutelasztaacutesaacutera eacutes analiacuteziseacutere szolgaacuteloacute moacutedszer
Elvaacutelasztaacutes alapja1 illeacutekonysaacuteg (forraacutespont)2 szerkezet
Illeacutekonysaacuteghıstabilitaacutes
~12 millioacute szerves vegyuumllet jelentıs reacuteszuumlk hıeacuterzeacutekenynagyobb jelentıseacuteggel ~ 50 ezer biacuter jelentıs reacutesze gaacutezkromatografaacutelhatoacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Folyadeacutekkromatograacutefiaacuteban
A detektaacutelaacutes (detektaacutelhatoacutesaacuteg) javiacutetaacutesa
bullkromofoacuterok beeacutepiacuteteacutese (UV-elnyeleacutes noumlveleacutese)
bullfluoreszcens csoportok beeacutepiacuteteacutese
bullkromatograacutefiaacutes viselkedeacutes befolyaacutesolaacutesa
korlaacutetOLDHATOacuteSAacuteG
kromatografaacutelaacutes elıtti (prekolumn)
bullnem kell gyorsnak lennibullnehezen automatizaacutelhatoacute bulla reagens koumlnnyen elvaacutelaszthatoacute legyenbullteljesen veacutegbemenjen
bullreprodukaacutelhatoacutebullgyors legyen
bullreagens ne zavarjonbullteljesen veacutegbemenjen
elvaacutelasztaacutes utaacuteni (posztkolumn)
A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet
GaacutezkromatograacutefisGaacutezkromatograacutefis derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes
1 1 AlkilszililAlkilszilil szaacutermazeacutekokszaacutermazeacutekok
A legaacuteltalaacutenosabban alkalmazott derivatizaacuteloacutereagensek (ldquotrimetilszililezırdquo szerek)
(CH3)3 Si NN
N-trimetilszililimidazol
CH3 C
N
O
Si(CH3)3
Si(CH3)3
NO-bisz-trimetilszililacetamid
Si CH3
CH3
CH3
N
CH3
C
O
CF3
N-metil-N-trimetilszilil-trifluoroacetamid
(CH3)3 Si N(C2H5)2
N-trimetilszilildietilamin
Szililezeacutes Illeacutekonysaacuteg noumlvekedeacutes
GCMSfragmentaacutecioacutes profilkarakterisztikus ionok (nyomanaliacutezis)
R3Si-X + Rrsquo-H R3Si-Rrsquo + X-H
OldoacuteszerekPiridin DMF DMSO THF ACN
SiCH3
CH3
CH3
Cl
Trimetilkloacuterszilaacuten
SiCH3
CH3
CH3
NH Si
CH3
CH3
CH3
Hexametildiszilazaacuten
Vizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi soraVizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi sora
R-OH gt Ph-OH gt RCOOH gt R-NH2 gt R-CONH-R
A A trimetilszilileztrimetilszililez ıı reagensek reaktivitreagensek reaktivitaacuteaacutesi sorasi sora
Trimetilszilil-imidazol gt NO-bisz(trimetilszilil)trifluoracetamid gt NO-bisz(trimetilszilil)acetamid gt Nmdashmetil-N-(trimetilszilil)-
trifluoroacetamid gt N-trimetilszilildietilamin gt N-metil-N-trimetilszilil-acetamid gt trimetilkloacuterszilaacuten gt hexametil-diszilazaacuten
Funkcioacutes csoport Funkcioacutes cs neve Szaacutermazeacutek Szaacutermazeacutek neve
OH Hidroxil OTMS Trimetilszilil-eacuteter
SH Tiol STMS Trimetilszilil-tioeacuteter
COOH Karboxil COOTMS Trimetilszilil-karboxilaacutet
POH Foszfaacutet POTMS Trimetilszilil-foszfaacutet
SOH Szulfaacutet SOTMS Trimetilszilil-szulfaacutet
NOH Nitraacutet NOTMS Trimetilszilil-nitraacutet
BOH Boraacutet BOTMS Trimetilszilil-boraacutet
NH2 Amin NHTMS N(TMS)2
Trimetilszilil-amin
NH Imin NTMS Trimetilszilil-imin
CONH2 Karbonsavamid CONHTMS N-Trimetilszilil-karbonsavamid
CH2-C=O Karbonil CH=COTMS Trimetilszilil-enoleacuteter
TrimetilszililTrimetilszilil szszaacuteaacutermazrmazeacuteeacutekot adkot adoacuteoacute funkcifunkci oacuteoacutes csoportoks csoportok
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
Aktiacutev hidrogeacutenatom csereacutelıdik ki alkil- (aril-) csoportra
Vegyuumllet keacuteplete Vegyuumllet neve Szaacutermazeacutek keacuteplete Szaacutermazeacutek neveRCOOH Karbonsav RCOOR1 EacuteszterRSO2OH Szulfonsav RSO2OR1 Szulfonsav eacuteszterROH Alkohol ROR1 EacuteterRSH Tioalkohol RSR1 TioeacuteterRNH2 Alkil-amin RN(R1)2 TrialkilaminR2NH Dialkilamin R2NR1 TrialkilaminRCONH2 Karbonsavamid RCONHR1 N-alkil-karbonsavamidRSO2NH2 Szulfonsavamid RSO2N(R1)2 NNrsquo-dialkil-szulfonamidRCOCH2COR β-diketon RCOCH=C(OR1)R β-acil-O-enoleacuteter
R(Ar) X
X = I Br
R = Me Et Pr Bz
+ R1COO- R(Ar) O C R1
O
+ X- Ag2O
NaH BaO
2
C H3N 2 + RC O O- RC O O C H3 + N2
C 2H 5N 2
N 2
RC O O C2H 5
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
1
(CH3)2N CH(O R1)2
R1 = CH3 C2H5 C3H7 C4H9
+ RCOOH
(fenolok amidok tiolok)
RCOOR1 + (CH3)2N CHO + R1OH
N N-dimetil-dialkilacetaacutel
3
Ag2O + alkil-halid
(Cl kisebb aktivitaacutes)
Diazo-alkaacutenokkal
Dialkil-acetaacutelok
Extraktiacutev alkilezeacutes
Savak fenolok alkoholok vagy amidok alkilezeacutese vizes koumlzegben
RCOO- + R4N+ RCOO-R4N
+
RCOO-R4N+
AQ
AQ
RCOO-R4N+
ORG
RCOO-R4N+
ORG+ R1I
RCOOR1 + R4N+I-
PirolitikusPirolitikus alkilezeacutesalkilezeacutes
RCOOH + C6H5(CH3)3N+OH- RCOO-C6H5N
+(CH3)3 + H2O
RCOO-C6H5N+(CH3)3 RCOOCH3 + C6H5N(CH3)2
ArilezeacutesArilezeacutes
NO2
NO2 F + RNH2
RSH
C6H5OH
NO2
NO2 NH R + HF
OximkeacutepzeacutesOximkeacutepzeacutes
C O
R1
R2
F
F F
F
F CH2O NH2+
H2O
F
F F
F
F CH2O N C
R1
R2
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
GC Detektorokhıvezetıkeacutepesseacuteg-meacuterı detektor (Thermal Conductivity D)
(kataromeacuteter)
nem destruktiacutevuniverzaacutelis
W-szaacutelak 100-200 mA főtıaacuteram
hiacutedkapcsolaacutes
dinamikus tartomaacuteny 105
LOD 5-50 ng
VivıgaacutezH2 HeN2
ellenaacutellaacutes megvaacuteltozaacutesa
laacutengionizaacutecioacutes detektor(FID)
hidrogeacutenlevegı eleggyel taacuteplaacutelt mikroeacutegı amely foumlleacute elektroacutedpaacutert helyeznek el
nem ionizaacutelhatoacute eluens N2 Ar He H2
A kolonnaacutet elhagyoacute szerves komponensek a laacutengba jutva toumlbbleacutepeacuteses reakcioacuteban oxigeacuten
koumlzremőkoumldeacuteseacutevel ionizaacuteloacutednak
a keacutepzıdoumltt ionok hataacutesaacutera aacuteram folyik ami erısiacuteteacutes utaacuten meacuterhetı
C-detektor minden eacuteghetı anyagra ad jelet
destruktiacutevdinamikus tartomaacuteny 105-106
LOD 005-05 ng
elektronbefogaacutesi detektor (ECD)β-sugaacuterzoacute radioaktiacutev forraacutes (pl 63Ni)
Az elektron aacuteramlaacutes kicsiny (10-12 A) aacutellandoacute elektromos aacuteramot hoz leacutetre a megfelelı feszuumlltseacutegre kapcsolt
elektroacutedok koumlzoumltt nagy elektronegativitaacutesuacute elemet tartalmazoacute
komponensek az elektromos teacuterben az elektronokat befogjaacutek eacutes iacutegy jelentısen csoumlkkentik az aacuteramot
oumlbliacutetıgaacutez bevezeteacutes
oumlbliacutetıgaacutez kivezeteacutes
anoacuted (+)
63Ni foacutelia (-) 1-10 V polarizaacutecioacutes feszuumlltseacuteg
bdquomake uprdquo gaacutez
kolonna
F O Cl Br
100000polikloacuterozott vegyuumlletek
(peszticidek)
10000trikloridok
1000monobromidok dikloridok
100alkoholok ketonok aminok
10eacuteterek eacuteszterek
0szeacutenhidrogeacutenek
relatiacutev vaacutelaszjel
vegyuumlletcsoport
dinamikus tartomaacuteny lt103
LOD 01-10 pg
Vivıgaacutez He (nagytisztasaacuteguacute)
Toumlreacutesmutatoacute meacutereacutesen alapuloacute detektoruniverzaacutelis detektor
a minta eacutes az eluens toumlreacutesmutatoacuteja koumlzti kuumlloumlnbseacuteget meacuteri
Diffrakcioacutes detektor feacutenyelhajlaacutes meacutereacutesen alapul
meacuterı aacutegreferencia aacuteg
tuumlkoumlr
feacutenyforraacutes
lencse
reacutes
detektor
HPLC
UniverzaacutelisKicsiny linearitaacutesLOD asymp 10 ng
UV-Vis spektrofotomeacuteterAlkalmazhatoacute UV-Vis tartomaacutenyban elnyel az adott komponens
Lambeert-BeerAλλλλ = ελλλλ c l
FeacutenyforraacutesUV deuteacuterium laacutempaVis volfraacutem laacutempa
reacutes
feacutenyforraacutes
monokromaacutetor
bdquofeacutenyosztoacuterdquo(splitter)
DETEKTOR
referencia aacuteg
meacuterı aacuteg
cella (kuumlvetta)I0
I0 I0
IDetektorfotodioacuteda
Cellakvarc kuumlvettal=5-10 mm
10-7100000
10-610000
10-51000
c [mol dm-3]
ελλλλ[dm3 mol-1cm-1]
l = 1 cmA = 001c = A (ελλλλ l)
A = 0001 --- 10-8 mol dm-3
Fluoreszcencia meacutereacutesen alapuloacute detektorfluoreszkaacuteloacute anyagok detektaacutelaacutesa
reacutes
feacutenyforraacutes
monokromaacutetorcella (kuumlvetta)
monokromaacutetor
Detektora kibocsaacutetott feacutenyt meacuteri
Szelektiacutev (specifikus) nincsenek zavaroacute komponensek (koeluacutecioacute nem annyira zavaroacute)
nagy eacuterzeacutekenyseacutegkis kimutataacutesi hataacuterLOD ~nM
Analitikai informaacutecioacuteminıseacutegi retencioacutes (migraacutecioacutes) idı
rt
tx r
R
R
x
r
=
retencioacutes (migraacutecioacutes) idı fuumlggalkalmazott koumlruumllmeacutenyekbullmozgoacutefaacutezis
bullanyagi minıseacutegbullaacuteramlaacutesi sebesseacuteg
bullaacutelloacutefaacutezisbullminıseacutegbullhossz
bullhımeacuterseacutekletbullpH ionerısseacutegbullstb
minıseacutegi informaacutecioacute UV-Vis spektrumNoumlvekvı igeacutenyek uacutej detektorok alkalmazaacutesa fejleszteacutese
TOumlMEGSPEKTROMEacuteTER
Kapcsolt technikaacutekMS mint kromatograacutefiaacutes detektor
A pontos eacutes megbiacutezhatoacute minıseacutegi eacutes mennyiseacutegi analiacutezis elkeacutepzelhetetlen a mintaacutet alkotoacute komponensek elvaacutelasztaacutesa neacutelkuumll
valoacutes mintaacutek komplex sokkomponenső rendszerek
elvaacutelasztaacutestechnikai eljaacuteraacutes alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges
A hagyomaacutenyos kromatograacutefiaacutes technikaacutek azonban meacuteg toumlkeacuteletes szeparaacutecioacute eseteacuten sem kiacutenaacutelnak abszoluacutet biztonsaacutegos minıseacutegi
azonosiacutetaacutestminıseacutegi informaacutecioacute csak az adott komponens retencioacutes viselkedeacutese
a manapsaacuteg megkoumlvetelt megbiacutezhatoacute eacutes reprodukaacutelhatoacute meghataacuterozaacutesok indokoljaacutek a toumlmegspektrometria eacutes az
elvaacutelasztaacutestechnikai moacutedszerek kombinaacutelaacutesaacutet
Toumlmegspektrometria (MS)
Alapelve a gaacutezaacutellapotuacute ionizaacutelt molekulaacutekat ezek toumlredeacutekeit (un fragmenseit) vagy bizonyos esetekben az atomokboacutel keacutepzıdoumltt ionokat toumlmeguumlk alapjaacuten szeacutetvaacutelasztja majd mennyiseacutegileg meghataacuterozza
1 mintabevitel eacutes a minta gaacutezaacutellapotba hozaacutesa2 ionizaacutecioacute eacutes bizonyos esetekben fragmentaacutecioacute
3 a keletkezett ionok toumllteacutesegyseacutegre jutoacute toumlmeguumlk szerinti elvaacutelasztaacutesa 4 a szeacutetvaacutelasztott kuumlloumlnboumlzı toumlmegő ionok mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesa
A keacuteszuumlleacutek feleacutepiacuteteacutese
mintabevitel ionforraacutes analizaacutetor detektor
vaacutekuumrendszer
vezeacuterlı- eacutes adatfeldolgozoacute rendszer
Nobel-diacutej 1922 1989 2002
(foto)elektronsokszorozoacute
Atmoszfeacuterikus nyomaacutesuacute ionizaacutecioacutes technikaacutekHPLC-MS
ESI (ElectroSpray Ionization)
APCI (Atmospheric Pressure Chemical Ionization)
nem szuumlkseacuteges ionok jelenleacutete az oldatbanelektromos kisuumlleacutes szekunder ionizaacutecioacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Kedvezıbb tulajdonsaacutegok kialakiacutetaacutesaDetektaacutelhatoacutesaacutegKromatograacutefiaacutes viselkedeacutes
keacutemiai reakcioacute segiacutetseacutegeacutevel megvaacuteltoztatjuk a kiindulaacutesi anyag valamely tulajdonsaacutegaacutet
derivatizaacuteloacuteszer megvaacutelasztaacutesa
molekula szerkezete (funkcioacutes csoportok)detektaacutelaacutes
El kell-e (el lehet-e) vaacutelasztani a maacutetrixtoacutel
Specifikus reakcioacutek egyszerősiacutethetik a mintaelıkeacutesziacuteteacutest ill az elvaacutelasztaacutest
MS csak az utoacutebbi eacutevtizedben vaacutelt megfizethetıveacutekorlaacutetai
bullionizaacutecioacutebulldraacutega
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Gaacutezkromatogaacutefiaacuteban
A mintakomponensek illeacutekonysaacutegaacutenak noumlveleacutese
Az anyagok termikus stabilitaacutesaacutenak noumlveleacutese
Csuacutecsaacutetfedeacutesek csoumlkkenteacutese (retencioacutes idı)
Detektaacutelhatoacutesaacuteg noumlveleacutese
A gaacutezkromatograacutefia bomlaacutes neacutelkuumll gızzeacute ill gaacutezzaacute alakiacutethatoacute vegyuumlletek elvaacutelasztaacutesaacutera eacutes analiacuteziseacutere szolgaacuteloacute moacutedszer
Elvaacutelasztaacutes alapja1 illeacutekonysaacuteg (forraacutespont)2 szerkezet
Illeacutekonysaacuteghıstabilitaacutes
~12 millioacute szerves vegyuumllet jelentıs reacuteszuumlk hıeacuterzeacutekenynagyobb jelentıseacuteggel ~ 50 ezer biacuter jelentıs reacutesze gaacutezkromatografaacutelhatoacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Folyadeacutekkromatograacutefiaacuteban
A detektaacutelaacutes (detektaacutelhatoacutesaacuteg) javiacutetaacutesa
bullkromofoacuterok beeacutepiacuteteacutese (UV-elnyeleacutes noumlveleacutese)
bullfluoreszcens csoportok beeacutepiacuteteacutese
bullkromatograacutefiaacutes viselkedeacutes befolyaacutesolaacutesa
korlaacutetOLDHATOacuteSAacuteG
kromatografaacutelaacutes elıtti (prekolumn)
bullnem kell gyorsnak lennibullnehezen automatizaacutelhatoacute bulla reagens koumlnnyen elvaacutelaszthatoacute legyenbullteljesen veacutegbemenjen
bullreprodukaacutelhatoacutebullgyors legyen
bullreagens ne zavarjonbullteljesen veacutegbemenjen
elvaacutelasztaacutes utaacuteni (posztkolumn)
A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet
GaacutezkromatograacutefisGaacutezkromatograacutefis derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes
1 1 AlkilszililAlkilszilil szaacutermazeacutekokszaacutermazeacutekok
A legaacuteltalaacutenosabban alkalmazott derivatizaacuteloacutereagensek (ldquotrimetilszililezırdquo szerek)
(CH3)3 Si NN
N-trimetilszililimidazol
CH3 C
N
O
Si(CH3)3
Si(CH3)3
NO-bisz-trimetilszililacetamid
Si CH3
CH3
CH3
N
CH3
C
O
CF3
N-metil-N-trimetilszilil-trifluoroacetamid
(CH3)3 Si N(C2H5)2
N-trimetilszilildietilamin
Szililezeacutes Illeacutekonysaacuteg noumlvekedeacutes
GCMSfragmentaacutecioacutes profilkarakterisztikus ionok (nyomanaliacutezis)
R3Si-X + Rrsquo-H R3Si-Rrsquo + X-H
OldoacuteszerekPiridin DMF DMSO THF ACN
SiCH3
CH3
CH3
Cl
Trimetilkloacuterszilaacuten
SiCH3
CH3
CH3
NH Si
CH3
CH3
CH3
Hexametildiszilazaacuten
Vizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi soraVizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi sora
R-OH gt Ph-OH gt RCOOH gt R-NH2 gt R-CONH-R
A A trimetilszilileztrimetilszililez ıı reagensek reaktivitreagensek reaktivitaacuteaacutesi sorasi sora
Trimetilszilil-imidazol gt NO-bisz(trimetilszilil)trifluoracetamid gt NO-bisz(trimetilszilil)acetamid gt Nmdashmetil-N-(trimetilszilil)-
trifluoroacetamid gt N-trimetilszilildietilamin gt N-metil-N-trimetilszilil-acetamid gt trimetilkloacuterszilaacuten gt hexametil-diszilazaacuten
Funkcioacutes csoport Funkcioacutes cs neve Szaacutermazeacutek Szaacutermazeacutek neve
OH Hidroxil OTMS Trimetilszilil-eacuteter
SH Tiol STMS Trimetilszilil-tioeacuteter
COOH Karboxil COOTMS Trimetilszilil-karboxilaacutet
POH Foszfaacutet POTMS Trimetilszilil-foszfaacutet
SOH Szulfaacutet SOTMS Trimetilszilil-szulfaacutet
NOH Nitraacutet NOTMS Trimetilszilil-nitraacutet
BOH Boraacutet BOTMS Trimetilszilil-boraacutet
NH2 Amin NHTMS N(TMS)2
Trimetilszilil-amin
NH Imin NTMS Trimetilszilil-imin
CONH2 Karbonsavamid CONHTMS N-Trimetilszilil-karbonsavamid
CH2-C=O Karbonil CH=COTMS Trimetilszilil-enoleacuteter
TrimetilszililTrimetilszilil szszaacuteaacutermazrmazeacuteeacutekot adkot adoacuteoacute funkcifunkci oacuteoacutes csoportoks csoportok
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
Aktiacutev hidrogeacutenatom csereacutelıdik ki alkil- (aril-) csoportra
Vegyuumllet keacuteplete Vegyuumllet neve Szaacutermazeacutek keacuteplete Szaacutermazeacutek neveRCOOH Karbonsav RCOOR1 EacuteszterRSO2OH Szulfonsav RSO2OR1 Szulfonsav eacuteszterROH Alkohol ROR1 EacuteterRSH Tioalkohol RSR1 TioeacuteterRNH2 Alkil-amin RN(R1)2 TrialkilaminR2NH Dialkilamin R2NR1 TrialkilaminRCONH2 Karbonsavamid RCONHR1 N-alkil-karbonsavamidRSO2NH2 Szulfonsavamid RSO2N(R1)2 NNrsquo-dialkil-szulfonamidRCOCH2COR β-diketon RCOCH=C(OR1)R β-acil-O-enoleacuteter
R(Ar) X
X = I Br
R = Me Et Pr Bz
+ R1COO- R(Ar) O C R1
O
+ X- Ag2O
NaH BaO
2
C H3N 2 + RC O O- RC O O C H3 + N2
C 2H 5N 2
N 2
RC O O C2H 5
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
1
(CH3)2N CH(O R1)2
R1 = CH3 C2H5 C3H7 C4H9
+ RCOOH
(fenolok amidok tiolok)
RCOOR1 + (CH3)2N CHO + R1OH
N N-dimetil-dialkilacetaacutel
3
Ag2O + alkil-halid
(Cl kisebb aktivitaacutes)
Diazo-alkaacutenokkal
Dialkil-acetaacutelok
Extraktiacutev alkilezeacutes
Savak fenolok alkoholok vagy amidok alkilezeacutese vizes koumlzegben
RCOO- + R4N+ RCOO-R4N
+
RCOO-R4N+
AQ
AQ
RCOO-R4N+
ORG
RCOO-R4N+
ORG+ R1I
RCOOR1 + R4N+I-
PirolitikusPirolitikus alkilezeacutesalkilezeacutes
RCOOH + C6H5(CH3)3N+OH- RCOO-C6H5N
+(CH3)3 + H2O
RCOO-C6H5N+(CH3)3 RCOOCH3 + C6H5N(CH3)2
ArilezeacutesArilezeacutes
NO2
NO2 F + RNH2
RSH
C6H5OH
NO2
NO2 NH R + HF
OximkeacutepzeacutesOximkeacutepzeacutes
C O
R1
R2
F
F F
F
F CH2O NH2+
H2O
F
F F
F
F CH2O N C
R1
R2
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
laacutengionizaacutecioacutes detektor(FID)
hidrogeacutenlevegı eleggyel taacuteplaacutelt mikroeacutegı amely foumlleacute elektroacutedpaacutert helyeznek el
nem ionizaacutelhatoacute eluens N2 Ar He H2
A kolonnaacutet elhagyoacute szerves komponensek a laacutengba jutva toumlbbleacutepeacuteses reakcioacuteban oxigeacuten
koumlzremőkoumldeacuteseacutevel ionizaacuteloacutednak
a keacutepzıdoumltt ionok hataacutesaacutera aacuteram folyik ami erısiacuteteacutes utaacuten meacuterhetı
C-detektor minden eacuteghetı anyagra ad jelet
destruktiacutevdinamikus tartomaacuteny 105-106
LOD 005-05 ng
elektronbefogaacutesi detektor (ECD)β-sugaacuterzoacute radioaktiacutev forraacutes (pl 63Ni)
Az elektron aacuteramlaacutes kicsiny (10-12 A) aacutellandoacute elektromos aacuteramot hoz leacutetre a megfelelı feszuumlltseacutegre kapcsolt
elektroacutedok koumlzoumltt nagy elektronegativitaacutesuacute elemet tartalmazoacute
komponensek az elektromos teacuterben az elektronokat befogjaacutek eacutes iacutegy jelentısen csoumlkkentik az aacuteramot
oumlbliacutetıgaacutez bevezeteacutes
oumlbliacutetıgaacutez kivezeteacutes
anoacuted (+)
63Ni foacutelia (-) 1-10 V polarizaacutecioacutes feszuumlltseacuteg
bdquomake uprdquo gaacutez
kolonna
F O Cl Br
100000polikloacuterozott vegyuumlletek
(peszticidek)
10000trikloridok
1000monobromidok dikloridok
100alkoholok ketonok aminok
10eacuteterek eacuteszterek
0szeacutenhidrogeacutenek
relatiacutev vaacutelaszjel
vegyuumlletcsoport
dinamikus tartomaacuteny lt103
LOD 01-10 pg
Vivıgaacutez He (nagytisztasaacuteguacute)
Toumlreacutesmutatoacute meacutereacutesen alapuloacute detektoruniverzaacutelis detektor
a minta eacutes az eluens toumlreacutesmutatoacuteja koumlzti kuumlloumlnbseacuteget meacuteri
Diffrakcioacutes detektor feacutenyelhajlaacutes meacutereacutesen alapul
meacuterı aacutegreferencia aacuteg
tuumlkoumlr
feacutenyforraacutes
lencse
reacutes
detektor
HPLC
UniverzaacutelisKicsiny linearitaacutesLOD asymp 10 ng
UV-Vis spektrofotomeacuteterAlkalmazhatoacute UV-Vis tartomaacutenyban elnyel az adott komponens
Lambeert-BeerAλλλλ = ελλλλ c l
FeacutenyforraacutesUV deuteacuterium laacutempaVis volfraacutem laacutempa
reacutes
feacutenyforraacutes
monokromaacutetor
bdquofeacutenyosztoacuterdquo(splitter)
DETEKTOR
referencia aacuteg
meacuterı aacuteg
cella (kuumlvetta)I0
I0 I0
IDetektorfotodioacuteda
Cellakvarc kuumlvettal=5-10 mm
10-7100000
10-610000
10-51000
c [mol dm-3]
ελλλλ[dm3 mol-1cm-1]
l = 1 cmA = 001c = A (ελλλλ l)
A = 0001 --- 10-8 mol dm-3
Fluoreszcencia meacutereacutesen alapuloacute detektorfluoreszkaacuteloacute anyagok detektaacutelaacutesa
reacutes
feacutenyforraacutes
monokromaacutetorcella (kuumlvetta)
monokromaacutetor
Detektora kibocsaacutetott feacutenyt meacuteri
Szelektiacutev (specifikus) nincsenek zavaroacute komponensek (koeluacutecioacute nem annyira zavaroacute)
nagy eacuterzeacutekenyseacutegkis kimutataacutesi hataacuterLOD ~nM
Analitikai informaacutecioacuteminıseacutegi retencioacutes (migraacutecioacutes) idı
rt
tx r
R
R
x
r
=
retencioacutes (migraacutecioacutes) idı fuumlggalkalmazott koumlruumllmeacutenyekbullmozgoacutefaacutezis
bullanyagi minıseacutegbullaacuteramlaacutesi sebesseacuteg
bullaacutelloacutefaacutezisbullminıseacutegbullhossz
bullhımeacuterseacutekletbullpH ionerısseacutegbullstb
minıseacutegi informaacutecioacute UV-Vis spektrumNoumlvekvı igeacutenyek uacutej detektorok alkalmazaacutesa fejleszteacutese
TOumlMEGSPEKTROMEacuteTER
Kapcsolt technikaacutekMS mint kromatograacutefiaacutes detektor
A pontos eacutes megbiacutezhatoacute minıseacutegi eacutes mennyiseacutegi analiacutezis elkeacutepzelhetetlen a mintaacutet alkotoacute komponensek elvaacutelasztaacutesa neacutelkuumll
valoacutes mintaacutek komplex sokkomponenső rendszerek
elvaacutelasztaacutestechnikai eljaacuteraacutes alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges
A hagyomaacutenyos kromatograacutefiaacutes technikaacutek azonban meacuteg toumlkeacuteletes szeparaacutecioacute eseteacuten sem kiacutenaacutelnak abszoluacutet biztonsaacutegos minıseacutegi
azonosiacutetaacutestminıseacutegi informaacutecioacute csak az adott komponens retencioacutes viselkedeacutese
a manapsaacuteg megkoumlvetelt megbiacutezhatoacute eacutes reprodukaacutelhatoacute meghataacuterozaacutesok indokoljaacutek a toumlmegspektrometria eacutes az
elvaacutelasztaacutestechnikai moacutedszerek kombinaacutelaacutesaacutet
Toumlmegspektrometria (MS)
Alapelve a gaacutezaacutellapotuacute ionizaacutelt molekulaacutekat ezek toumlredeacutekeit (un fragmenseit) vagy bizonyos esetekben az atomokboacutel keacutepzıdoumltt ionokat toumlmeguumlk alapjaacuten szeacutetvaacutelasztja majd mennyiseacutegileg meghataacuterozza
1 mintabevitel eacutes a minta gaacutezaacutellapotba hozaacutesa2 ionizaacutecioacute eacutes bizonyos esetekben fragmentaacutecioacute
3 a keletkezett ionok toumllteacutesegyseacutegre jutoacute toumlmeguumlk szerinti elvaacutelasztaacutesa 4 a szeacutetvaacutelasztott kuumlloumlnboumlzı toumlmegő ionok mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesa
A keacuteszuumlleacutek feleacutepiacuteteacutese
mintabevitel ionforraacutes analizaacutetor detektor
vaacutekuumrendszer
vezeacuterlı- eacutes adatfeldolgozoacute rendszer
Nobel-diacutej 1922 1989 2002
(foto)elektronsokszorozoacute
Atmoszfeacuterikus nyomaacutesuacute ionizaacutecioacutes technikaacutekHPLC-MS
ESI (ElectroSpray Ionization)
APCI (Atmospheric Pressure Chemical Ionization)
nem szuumlkseacuteges ionok jelenleacutete az oldatbanelektromos kisuumlleacutes szekunder ionizaacutecioacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Kedvezıbb tulajdonsaacutegok kialakiacutetaacutesaDetektaacutelhatoacutesaacutegKromatograacutefiaacutes viselkedeacutes
keacutemiai reakcioacute segiacutetseacutegeacutevel megvaacuteltoztatjuk a kiindulaacutesi anyag valamely tulajdonsaacutegaacutet
derivatizaacuteloacuteszer megvaacutelasztaacutesa
molekula szerkezete (funkcioacutes csoportok)detektaacutelaacutes
El kell-e (el lehet-e) vaacutelasztani a maacutetrixtoacutel
Specifikus reakcioacutek egyszerősiacutethetik a mintaelıkeacutesziacuteteacutest ill az elvaacutelasztaacutest
MS csak az utoacutebbi eacutevtizedben vaacutelt megfizethetıveacutekorlaacutetai
bullionizaacutecioacutebulldraacutega
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Gaacutezkromatogaacutefiaacuteban
A mintakomponensek illeacutekonysaacutegaacutenak noumlveleacutese
Az anyagok termikus stabilitaacutesaacutenak noumlveleacutese
Csuacutecsaacutetfedeacutesek csoumlkkenteacutese (retencioacutes idı)
Detektaacutelhatoacutesaacuteg noumlveleacutese
A gaacutezkromatograacutefia bomlaacutes neacutelkuumll gızzeacute ill gaacutezzaacute alakiacutethatoacute vegyuumlletek elvaacutelasztaacutesaacutera eacutes analiacuteziseacutere szolgaacuteloacute moacutedszer
Elvaacutelasztaacutes alapja1 illeacutekonysaacuteg (forraacutespont)2 szerkezet
Illeacutekonysaacuteghıstabilitaacutes
~12 millioacute szerves vegyuumllet jelentıs reacuteszuumlk hıeacuterzeacutekenynagyobb jelentıseacuteggel ~ 50 ezer biacuter jelentıs reacutesze gaacutezkromatografaacutelhatoacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Folyadeacutekkromatograacutefiaacuteban
A detektaacutelaacutes (detektaacutelhatoacutesaacuteg) javiacutetaacutesa
bullkromofoacuterok beeacutepiacuteteacutese (UV-elnyeleacutes noumlveleacutese)
bullfluoreszcens csoportok beeacutepiacuteteacutese
bullkromatograacutefiaacutes viselkedeacutes befolyaacutesolaacutesa
korlaacutetOLDHATOacuteSAacuteG
kromatografaacutelaacutes elıtti (prekolumn)
bullnem kell gyorsnak lennibullnehezen automatizaacutelhatoacute bulla reagens koumlnnyen elvaacutelaszthatoacute legyenbullteljesen veacutegbemenjen
bullreprodukaacutelhatoacutebullgyors legyen
bullreagens ne zavarjonbullteljesen veacutegbemenjen
elvaacutelasztaacutes utaacuteni (posztkolumn)
A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet
GaacutezkromatograacutefisGaacutezkromatograacutefis derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes
1 1 AlkilszililAlkilszilil szaacutermazeacutekokszaacutermazeacutekok
A legaacuteltalaacutenosabban alkalmazott derivatizaacuteloacutereagensek (ldquotrimetilszililezırdquo szerek)
(CH3)3 Si NN
N-trimetilszililimidazol
CH3 C
N
O
Si(CH3)3
Si(CH3)3
NO-bisz-trimetilszililacetamid
Si CH3
CH3
CH3
N
CH3
C
O
CF3
N-metil-N-trimetilszilil-trifluoroacetamid
(CH3)3 Si N(C2H5)2
N-trimetilszilildietilamin
Szililezeacutes Illeacutekonysaacuteg noumlvekedeacutes
GCMSfragmentaacutecioacutes profilkarakterisztikus ionok (nyomanaliacutezis)
R3Si-X + Rrsquo-H R3Si-Rrsquo + X-H
OldoacuteszerekPiridin DMF DMSO THF ACN
SiCH3
CH3
CH3
Cl
Trimetilkloacuterszilaacuten
SiCH3
CH3
CH3
NH Si
CH3
CH3
CH3
Hexametildiszilazaacuten
Vizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi soraVizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi sora
R-OH gt Ph-OH gt RCOOH gt R-NH2 gt R-CONH-R
A A trimetilszilileztrimetilszililez ıı reagensek reaktivitreagensek reaktivitaacuteaacutesi sorasi sora
Trimetilszilil-imidazol gt NO-bisz(trimetilszilil)trifluoracetamid gt NO-bisz(trimetilszilil)acetamid gt Nmdashmetil-N-(trimetilszilil)-
trifluoroacetamid gt N-trimetilszilildietilamin gt N-metil-N-trimetilszilil-acetamid gt trimetilkloacuterszilaacuten gt hexametil-diszilazaacuten
Funkcioacutes csoport Funkcioacutes cs neve Szaacutermazeacutek Szaacutermazeacutek neve
OH Hidroxil OTMS Trimetilszilil-eacuteter
SH Tiol STMS Trimetilszilil-tioeacuteter
COOH Karboxil COOTMS Trimetilszilil-karboxilaacutet
POH Foszfaacutet POTMS Trimetilszilil-foszfaacutet
SOH Szulfaacutet SOTMS Trimetilszilil-szulfaacutet
NOH Nitraacutet NOTMS Trimetilszilil-nitraacutet
BOH Boraacutet BOTMS Trimetilszilil-boraacutet
NH2 Amin NHTMS N(TMS)2
Trimetilszilil-amin
NH Imin NTMS Trimetilszilil-imin
CONH2 Karbonsavamid CONHTMS N-Trimetilszilil-karbonsavamid
CH2-C=O Karbonil CH=COTMS Trimetilszilil-enoleacuteter
TrimetilszililTrimetilszilil szszaacuteaacutermazrmazeacuteeacutekot adkot adoacuteoacute funkcifunkci oacuteoacutes csoportoks csoportok
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
Aktiacutev hidrogeacutenatom csereacutelıdik ki alkil- (aril-) csoportra
Vegyuumllet keacuteplete Vegyuumllet neve Szaacutermazeacutek keacuteplete Szaacutermazeacutek neveRCOOH Karbonsav RCOOR1 EacuteszterRSO2OH Szulfonsav RSO2OR1 Szulfonsav eacuteszterROH Alkohol ROR1 EacuteterRSH Tioalkohol RSR1 TioeacuteterRNH2 Alkil-amin RN(R1)2 TrialkilaminR2NH Dialkilamin R2NR1 TrialkilaminRCONH2 Karbonsavamid RCONHR1 N-alkil-karbonsavamidRSO2NH2 Szulfonsavamid RSO2N(R1)2 NNrsquo-dialkil-szulfonamidRCOCH2COR β-diketon RCOCH=C(OR1)R β-acil-O-enoleacuteter
R(Ar) X
X = I Br
R = Me Et Pr Bz
+ R1COO- R(Ar) O C R1
O
+ X- Ag2O
NaH BaO
2
C H3N 2 + RC O O- RC O O C H3 + N2
C 2H 5N 2
N 2
RC O O C2H 5
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
1
(CH3)2N CH(O R1)2
R1 = CH3 C2H5 C3H7 C4H9
+ RCOOH
(fenolok amidok tiolok)
RCOOR1 + (CH3)2N CHO + R1OH
N N-dimetil-dialkilacetaacutel
3
Ag2O + alkil-halid
(Cl kisebb aktivitaacutes)
Diazo-alkaacutenokkal
Dialkil-acetaacutelok
Extraktiacutev alkilezeacutes
Savak fenolok alkoholok vagy amidok alkilezeacutese vizes koumlzegben
RCOO- + R4N+ RCOO-R4N
+
RCOO-R4N+
AQ
AQ
RCOO-R4N+
ORG
RCOO-R4N+
ORG+ R1I
RCOOR1 + R4N+I-
PirolitikusPirolitikus alkilezeacutesalkilezeacutes
RCOOH + C6H5(CH3)3N+OH- RCOO-C6H5N
+(CH3)3 + H2O
RCOO-C6H5N+(CH3)3 RCOOCH3 + C6H5N(CH3)2
ArilezeacutesArilezeacutes
NO2
NO2 F + RNH2
RSH
C6H5OH
NO2
NO2 NH R + HF
OximkeacutepzeacutesOximkeacutepzeacutes
C O
R1
R2
F
F F
F
F CH2O NH2+
H2O
F
F F
F
F CH2O N C
R1
R2
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
elektronbefogaacutesi detektor (ECD)β-sugaacuterzoacute radioaktiacutev forraacutes (pl 63Ni)
Az elektron aacuteramlaacutes kicsiny (10-12 A) aacutellandoacute elektromos aacuteramot hoz leacutetre a megfelelı feszuumlltseacutegre kapcsolt
elektroacutedok koumlzoumltt nagy elektronegativitaacutesuacute elemet tartalmazoacute
komponensek az elektromos teacuterben az elektronokat befogjaacutek eacutes iacutegy jelentısen csoumlkkentik az aacuteramot
oumlbliacutetıgaacutez bevezeteacutes
oumlbliacutetıgaacutez kivezeteacutes
anoacuted (+)
63Ni foacutelia (-) 1-10 V polarizaacutecioacutes feszuumlltseacuteg
bdquomake uprdquo gaacutez
kolonna
F O Cl Br
100000polikloacuterozott vegyuumlletek
(peszticidek)
10000trikloridok
1000monobromidok dikloridok
100alkoholok ketonok aminok
10eacuteterek eacuteszterek
0szeacutenhidrogeacutenek
relatiacutev vaacutelaszjel
vegyuumlletcsoport
dinamikus tartomaacuteny lt103
LOD 01-10 pg
Vivıgaacutez He (nagytisztasaacuteguacute)
Toumlreacutesmutatoacute meacutereacutesen alapuloacute detektoruniverzaacutelis detektor
a minta eacutes az eluens toumlreacutesmutatoacuteja koumlzti kuumlloumlnbseacuteget meacuteri
Diffrakcioacutes detektor feacutenyelhajlaacutes meacutereacutesen alapul
meacuterı aacutegreferencia aacuteg
tuumlkoumlr
feacutenyforraacutes
lencse
reacutes
detektor
HPLC
UniverzaacutelisKicsiny linearitaacutesLOD asymp 10 ng
UV-Vis spektrofotomeacuteterAlkalmazhatoacute UV-Vis tartomaacutenyban elnyel az adott komponens
Lambeert-BeerAλλλλ = ελλλλ c l
FeacutenyforraacutesUV deuteacuterium laacutempaVis volfraacutem laacutempa
reacutes
feacutenyforraacutes
monokromaacutetor
bdquofeacutenyosztoacuterdquo(splitter)
DETEKTOR
referencia aacuteg
meacuterı aacuteg
cella (kuumlvetta)I0
I0 I0
IDetektorfotodioacuteda
Cellakvarc kuumlvettal=5-10 mm
10-7100000
10-610000
10-51000
c [mol dm-3]
ελλλλ[dm3 mol-1cm-1]
l = 1 cmA = 001c = A (ελλλλ l)
A = 0001 --- 10-8 mol dm-3
Fluoreszcencia meacutereacutesen alapuloacute detektorfluoreszkaacuteloacute anyagok detektaacutelaacutesa
reacutes
feacutenyforraacutes
monokromaacutetorcella (kuumlvetta)
monokromaacutetor
Detektora kibocsaacutetott feacutenyt meacuteri
Szelektiacutev (specifikus) nincsenek zavaroacute komponensek (koeluacutecioacute nem annyira zavaroacute)
nagy eacuterzeacutekenyseacutegkis kimutataacutesi hataacuterLOD ~nM
Analitikai informaacutecioacuteminıseacutegi retencioacutes (migraacutecioacutes) idı
rt
tx r
R
R
x
r
=
retencioacutes (migraacutecioacutes) idı fuumlggalkalmazott koumlruumllmeacutenyekbullmozgoacutefaacutezis
bullanyagi minıseacutegbullaacuteramlaacutesi sebesseacuteg
bullaacutelloacutefaacutezisbullminıseacutegbullhossz
bullhımeacuterseacutekletbullpH ionerısseacutegbullstb
minıseacutegi informaacutecioacute UV-Vis spektrumNoumlvekvı igeacutenyek uacutej detektorok alkalmazaacutesa fejleszteacutese
TOumlMEGSPEKTROMEacuteTER
Kapcsolt technikaacutekMS mint kromatograacutefiaacutes detektor
A pontos eacutes megbiacutezhatoacute minıseacutegi eacutes mennyiseacutegi analiacutezis elkeacutepzelhetetlen a mintaacutet alkotoacute komponensek elvaacutelasztaacutesa neacutelkuumll
valoacutes mintaacutek komplex sokkomponenső rendszerek
elvaacutelasztaacutestechnikai eljaacuteraacutes alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges
A hagyomaacutenyos kromatograacutefiaacutes technikaacutek azonban meacuteg toumlkeacuteletes szeparaacutecioacute eseteacuten sem kiacutenaacutelnak abszoluacutet biztonsaacutegos minıseacutegi
azonosiacutetaacutestminıseacutegi informaacutecioacute csak az adott komponens retencioacutes viselkedeacutese
a manapsaacuteg megkoumlvetelt megbiacutezhatoacute eacutes reprodukaacutelhatoacute meghataacuterozaacutesok indokoljaacutek a toumlmegspektrometria eacutes az
elvaacutelasztaacutestechnikai moacutedszerek kombinaacutelaacutesaacutet
Toumlmegspektrometria (MS)
Alapelve a gaacutezaacutellapotuacute ionizaacutelt molekulaacutekat ezek toumlredeacutekeit (un fragmenseit) vagy bizonyos esetekben az atomokboacutel keacutepzıdoumltt ionokat toumlmeguumlk alapjaacuten szeacutetvaacutelasztja majd mennyiseacutegileg meghataacuterozza
1 mintabevitel eacutes a minta gaacutezaacutellapotba hozaacutesa2 ionizaacutecioacute eacutes bizonyos esetekben fragmentaacutecioacute
3 a keletkezett ionok toumllteacutesegyseacutegre jutoacute toumlmeguumlk szerinti elvaacutelasztaacutesa 4 a szeacutetvaacutelasztott kuumlloumlnboumlzı toumlmegő ionok mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesa
A keacuteszuumlleacutek feleacutepiacuteteacutese
mintabevitel ionforraacutes analizaacutetor detektor
vaacutekuumrendszer
vezeacuterlı- eacutes adatfeldolgozoacute rendszer
Nobel-diacutej 1922 1989 2002
(foto)elektronsokszorozoacute
Atmoszfeacuterikus nyomaacutesuacute ionizaacutecioacutes technikaacutekHPLC-MS
ESI (ElectroSpray Ionization)
APCI (Atmospheric Pressure Chemical Ionization)
nem szuumlkseacuteges ionok jelenleacutete az oldatbanelektromos kisuumlleacutes szekunder ionizaacutecioacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Kedvezıbb tulajdonsaacutegok kialakiacutetaacutesaDetektaacutelhatoacutesaacutegKromatograacutefiaacutes viselkedeacutes
keacutemiai reakcioacute segiacutetseacutegeacutevel megvaacuteltoztatjuk a kiindulaacutesi anyag valamely tulajdonsaacutegaacutet
derivatizaacuteloacuteszer megvaacutelasztaacutesa
molekula szerkezete (funkcioacutes csoportok)detektaacutelaacutes
El kell-e (el lehet-e) vaacutelasztani a maacutetrixtoacutel
Specifikus reakcioacutek egyszerősiacutethetik a mintaelıkeacutesziacuteteacutest ill az elvaacutelasztaacutest
MS csak az utoacutebbi eacutevtizedben vaacutelt megfizethetıveacutekorlaacutetai
bullionizaacutecioacutebulldraacutega
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Gaacutezkromatogaacutefiaacuteban
A mintakomponensek illeacutekonysaacutegaacutenak noumlveleacutese
Az anyagok termikus stabilitaacutesaacutenak noumlveleacutese
Csuacutecsaacutetfedeacutesek csoumlkkenteacutese (retencioacutes idı)
Detektaacutelhatoacutesaacuteg noumlveleacutese
A gaacutezkromatograacutefia bomlaacutes neacutelkuumll gızzeacute ill gaacutezzaacute alakiacutethatoacute vegyuumlletek elvaacutelasztaacutesaacutera eacutes analiacuteziseacutere szolgaacuteloacute moacutedszer
Elvaacutelasztaacutes alapja1 illeacutekonysaacuteg (forraacutespont)2 szerkezet
Illeacutekonysaacuteghıstabilitaacutes
~12 millioacute szerves vegyuumllet jelentıs reacuteszuumlk hıeacuterzeacutekenynagyobb jelentıseacuteggel ~ 50 ezer biacuter jelentıs reacutesze gaacutezkromatografaacutelhatoacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Folyadeacutekkromatograacutefiaacuteban
A detektaacutelaacutes (detektaacutelhatoacutesaacuteg) javiacutetaacutesa
bullkromofoacuterok beeacutepiacuteteacutese (UV-elnyeleacutes noumlveleacutese)
bullfluoreszcens csoportok beeacutepiacuteteacutese
bullkromatograacutefiaacutes viselkedeacutes befolyaacutesolaacutesa
korlaacutetOLDHATOacuteSAacuteG
kromatografaacutelaacutes elıtti (prekolumn)
bullnem kell gyorsnak lennibullnehezen automatizaacutelhatoacute bulla reagens koumlnnyen elvaacutelaszthatoacute legyenbullteljesen veacutegbemenjen
bullreprodukaacutelhatoacutebullgyors legyen
bullreagens ne zavarjonbullteljesen veacutegbemenjen
elvaacutelasztaacutes utaacuteni (posztkolumn)
A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet
GaacutezkromatograacutefisGaacutezkromatograacutefis derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes
1 1 AlkilszililAlkilszilil szaacutermazeacutekokszaacutermazeacutekok
A legaacuteltalaacutenosabban alkalmazott derivatizaacuteloacutereagensek (ldquotrimetilszililezırdquo szerek)
(CH3)3 Si NN
N-trimetilszililimidazol
CH3 C
N
O
Si(CH3)3
Si(CH3)3
NO-bisz-trimetilszililacetamid
Si CH3
CH3
CH3
N
CH3
C
O
CF3
N-metil-N-trimetilszilil-trifluoroacetamid
(CH3)3 Si N(C2H5)2
N-trimetilszilildietilamin
Szililezeacutes Illeacutekonysaacuteg noumlvekedeacutes
GCMSfragmentaacutecioacutes profilkarakterisztikus ionok (nyomanaliacutezis)
R3Si-X + Rrsquo-H R3Si-Rrsquo + X-H
OldoacuteszerekPiridin DMF DMSO THF ACN
SiCH3
CH3
CH3
Cl
Trimetilkloacuterszilaacuten
SiCH3
CH3
CH3
NH Si
CH3
CH3
CH3
Hexametildiszilazaacuten
Vizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi soraVizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi sora
R-OH gt Ph-OH gt RCOOH gt R-NH2 gt R-CONH-R
A A trimetilszilileztrimetilszililez ıı reagensek reaktivitreagensek reaktivitaacuteaacutesi sorasi sora
Trimetilszilil-imidazol gt NO-bisz(trimetilszilil)trifluoracetamid gt NO-bisz(trimetilszilil)acetamid gt Nmdashmetil-N-(trimetilszilil)-
trifluoroacetamid gt N-trimetilszilildietilamin gt N-metil-N-trimetilszilil-acetamid gt trimetilkloacuterszilaacuten gt hexametil-diszilazaacuten
Funkcioacutes csoport Funkcioacutes cs neve Szaacutermazeacutek Szaacutermazeacutek neve
OH Hidroxil OTMS Trimetilszilil-eacuteter
SH Tiol STMS Trimetilszilil-tioeacuteter
COOH Karboxil COOTMS Trimetilszilil-karboxilaacutet
POH Foszfaacutet POTMS Trimetilszilil-foszfaacutet
SOH Szulfaacutet SOTMS Trimetilszilil-szulfaacutet
NOH Nitraacutet NOTMS Trimetilszilil-nitraacutet
BOH Boraacutet BOTMS Trimetilszilil-boraacutet
NH2 Amin NHTMS N(TMS)2
Trimetilszilil-amin
NH Imin NTMS Trimetilszilil-imin
CONH2 Karbonsavamid CONHTMS N-Trimetilszilil-karbonsavamid
CH2-C=O Karbonil CH=COTMS Trimetilszilil-enoleacuteter
TrimetilszililTrimetilszilil szszaacuteaacutermazrmazeacuteeacutekot adkot adoacuteoacute funkcifunkci oacuteoacutes csoportoks csoportok
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
Aktiacutev hidrogeacutenatom csereacutelıdik ki alkil- (aril-) csoportra
Vegyuumllet keacuteplete Vegyuumllet neve Szaacutermazeacutek keacuteplete Szaacutermazeacutek neveRCOOH Karbonsav RCOOR1 EacuteszterRSO2OH Szulfonsav RSO2OR1 Szulfonsav eacuteszterROH Alkohol ROR1 EacuteterRSH Tioalkohol RSR1 TioeacuteterRNH2 Alkil-amin RN(R1)2 TrialkilaminR2NH Dialkilamin R2NR1 TrialkilaminRCONH2 Karbonsavamid RCONHR1 N-alkil-karbonsavamidRSO2NH2 Szulfonsavamid RSO2N(R1)2 NNrsquo-dialkil-szulfonamidRCOCH2COR β-diketon RCOCH=C(OR1)R β-acil-O-enoleacuteter
R(Ar) X
X = I Br
R = Me Et Pr Bz
+ R1COO- R(Ar) O C R1
O
+ X- Ag2O
NaH BaO
2
C H3N 2 + RC O O- RC O O C H3 + N2
C 2H 5N 2
N 2
RC O O C2H 5
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
1
(CH3)2N CH(O R1)2
R1 = CH3 C2H5 C3H7 C4H9
+ RCOOH
(fenolok amidok tiolok)
RCOOR1 + (CH3)2N CHO + R1OH
N N-dimetil-dialkilacetaacutel
3
Ag2O + alkil-halid
(Cl kisebb aktivitaacutes)
Diazo-alkaacutenokkal
Dialkil-acetaacutelok
Extraktiacutev alkilezeacutes
Savak fenolok alkoholok vagy amidok alkilezeacutese vizes koumlzegben
RCOO- + R4N+ RCOO-R4N
+
RCOO-R4N+
AQ
AQ
RCOO-R4N+
ORG
RCOO-R4N+
ORG+ R1I
RCOOR1 + R4N+I-
PirolitikusPirolitikus alkilezeacutesalkilezeacutes
RCOOH + C6H5(CH3)3N+OH- RCOO-C6H5N
+(CH3)3 + H2O
RCOO-C6H5N+(CH3)3 RCOOCH3 + C6H5N(CH3)2
ArilezeacutesArilezeacutes
NO2
NO2 F + RNH2
RSH
C6H5OH
NO2
NO2 NH R + HF
OximkeacutepzeacutesOximkeacutepzeacutes
C O
R1
R2
F
F F
F
F CH2O NH2+
H2O
F
F F
F
F CH2O N C
R1
R2
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Toumlreacutesmutatoacute meacutereacutesen alapuloacute detektoruniverzaacutelis detektor
a minta eacutes az eluens toumlreacutesmutatoacuteja koumlzti kuumlloumlnbseacuteget meacuteri
Diffrakcioacutes detektor feacutenyelhajlaacutes meacutereacutesen alapul
meacuterı aacutegreferencia aacuteg
tuumlkoumlr
feacutenyforraacutes
lencse
reacutes
detektor
HPLC
UniverzaacutelisKicsiny linearitaacutesLOD asymp 10 ng
UV-Vis spektrofotomeacuteterAlkalmazhatoacute UV-Vis tartomaacutenyban elnyel az adott komponens
Lambeert-BeerAλλλλ = ελλλλ c l
FeacutenyforraacutesUV deuteacuterium laacutempaVis volfraacutem laacutempa
reacutes
feacutenyforraacutes
monokromaacutetor
bdquofeacutenyosztoacuterdquo(splitter)
DETEKTOR
referencia aacuteg
meacuterı aacuteg
cella (kuumlvetta)I0
I0 I0
IDetektorfotodioacuteda
Cellakvarc kuumlvettal=5-10 mm
10-7100000
10-610000
10-51000
c [mol dm-3]
ελλλλ[dm3 mol-1cm-1]
l = 1 cmA = 001c = A (ελλλλ l)
A = 0001 --- 10-8 mol dm-3
Fluoreszcencia meacutereacutesen alapuloacute detektorfluoreszkaacuteloacute anyagok detektaacutelaacutesa
reacutes
feacutenyforraacutes
monokromaacutetorcella (kuumlvetta)
monokromaacutetor
Detektora kibocsaacutetott feacutenyt meacuteri
Szelektiacutev (specifikus) nincsenek zavaroacute komponensek (koeluacutecioacute nem annyira zavaroacute)
nagy eacuterzeacutekenyseacutegkis kimutataacutesi hataacuterLOD ~nM
Analitikai informaacutecioacuteminıseacutegi retencioacutes (migraacutecioacutes) idı
rt
tx r
R
R
x
r
=
retencioacutes (migraacutecioacutes) idı fuumlggalkalmazott koumlruumllmeacutenyekbullmozgoacutefaacutezis
bullanyagi minıseacutegbullaacuteramlaacutesi sebesseacuteg
bullaacutelloacutefaacutezisbullminıseacutegbullhossz
bullhımeacuterseacutekletbullpH ionerısseacutegbullstb
minıseacutegi informaacutecioacute UV-Vis spektrumNoumlvekvı igeacutenyek uacutej detektorok alkalmazaacutesa fejleszteacutese
TOumlMEGSPEKTROMEacuteTER
Kapcsolt technikaacutekMS mint kromatograacutefiaacutes detektor
A pontos eacutes megbiacutezhatoacute minıseacutegi eacutes mennyiseacutegi analiacutezis elkeacutepzelhetetlen a mintaacutet alkotoacute komponensek elvaacutelasztaacutesa neacutelkuumll
valoacutes mintaacutek komplex sokkomponenső rendszerek
elvaacutelasztaacutestechnikai eljaacuteraacutes alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges
A hagyomaacutenyos kromatograacutefiaacutes technikaacutek azonban meacuteg toumlkeacuteletes szeparaacutecioacute eseteacuten sem kiacutenaacutelnak abszoluacutet biztonsaacutegos minıseacutegi
azonosiacutetaacutestminıseacutegi informaacutecioacute csak az adott komponens retencioacutes viselkedeacutese
a manapsaacuteg megkoumlvetelt megbiacutezhatoacute eacutes reprodukaacutelhatoacute meghataacuterozaacutesok indokoljaacutek a toumlmegspektrometria eacutes az
elvaacutelasztaacutestechnikai moacutedszerek kombinaacutelaacutesaacutet
Toumlmegspektrometria (MS)
Alapelve a gaacutezaacutellapotuacute ionizaacutelt molekulaacutekat ezek toumlredeacutekeit (un fragmenseit) vagy bizonyos esetekben az atomokboacutel keacutepzıdoumltt ionokat toumlmeguumlk alapjaacuten szeacutetvaacutelasztja majd mennyiseacutegileg meghataacuterozza
1 mintabevitel eacutes a minta gaacutezaacutellapotba hozaacutesa2 ionizaacutecioacute eacutes bizonyos esetekben fragmentaacutecioacute
3 a keletkezett ionok toumllteacutesegyseacutegre jutoacute toumlmeguumlk szerinti elvaacutelasztaacutesa 4 a szeacutetvaacutelasztott kuumlloumlnboumlzı toumlmegő ionok mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesa
A keacuteszuumlleacutek feleacutepiacuteteacutese
mintabevitel ionforraacutes analizaacutetor detektor
vaacutekuumrendszer
vezeacuterlı- eacutes adatfeldolgozoacute rendszer
Nobel-diacutej 1922 1989 2002
(foto)elektronsokszorozoacute
Atmoszfeacuterikus nyomaacutesuacute ionizaacutecioacutes technikaacutekHPLC-MS
ESI (ElectroSpray Ionization)
APCI (Atmospheric Pressure Chemical Ionization)
nem szuumlkseacuteges ionok jelenleacutete az oldatbanelektromos kisuumlleacutes szekunder ionizaacutecioacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Kedvezıbb tulajdonsaacutegok kialakiacutetaacutesaDetektaacutelhatoacutesaacutegKromatograacutefiaacutes viselkedeacutes
keacutemiai reakcioacute segiacutetseacutegeacutevel megvaacuteltoztatjuk a kiindulaacutesi anyag valamely tulajdonsaacutegaacutet
derivatizaacuteloacuteszer megvaacutelasztaacutesa
molekula szerkezete (funkcioacutes csoportok)detektaacutelaacutes
El kell-e (el lehet-e) vaacutelasztani a maacutetrixtoacutel
Specifikus reakcioacutek egyszerősiacutethetik a mintaelıkeacutesziacuteteacutest ill az elvaacutelasztaacutest
MS csak az utoacutebbi eacutevtizedben vaacutelt megfizethetıveacutekorlaacutetai
bullionizaacutecioacutebulldraacutega
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Gaacutezkromatogaacutefiaacuteban
A mintakomponensek illeacutekonysaacutegaacutenak noumlveleacutese
Az anyagok termikus stabilitaacutesaacutenak noumlveleacutese
Csuacutecsaacutetfedeacutesek csoumlkkenteacutese (retencioacutes idı)
Detektaacutelhatoacutesaacuteg noumlveleacutese
A gaacutezkromatograacutefia bomlaacutes neacutelkuumll gızzeacute ill gaacutezzaacute alakiacutethatoacute vegyuumlletek elvaacutelasztaacutesaacutera eacutes analiacuteziseacutere szolgaacuteloacute moacutedszer
Elvaacutelasztaacutes alapja1 illeacutekonysaacuteg (forraacutespont)2 szerkezet
Illeacutekonysaacuteghıstabilitaacutes
~12 millioacute szerves vegyuumllet jelentıs reacuteszuumlk hıeacuterzeacutekenynagyobb jelentıseacuteggel ~ 50 ezer biacuter jelentıs reacutesze gaacutezkromatografaacutelhatoacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Folyadeacutekkromatograacutefiaacuteban
A detektaacutelaacutes (detektaacutelhatoacutesaacuteg) javiacutetaacutesa
bullkromofoacuterok beeacutepiacuteteacutese (UV-elnyeleacutes noumlveleacutese)
bullfluoreszcens csoportok beeacutepiacuteteacutese
bullkromatograacutefiaacutes viselkedeacutes befolyaacutesolaacutesa
korlaacutetOLDHATOacuteSAacuteG
kromatografaacutelaacutes elıtti (prekolumn)
bullnem kell gyorsnak lennibullnehezen automatizaacutelhatoacute bulla reagens koumlnnyen elvaacutelaszthatoacute legyenbullteljesen veacutegbemenjen
bullreprodukaacutelhatoacutebullgyors legyen
bullreagens ne zavarjonbullteljesen veacutegbemenjen
elvaacutelasztaacutes utaacuteni (posztkolumn)
A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet
GaacutezkromatograacutefisGaacutezkromatograacutefis derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes
1 1 AlkilszililAlkilszilil szaacutermazeacutekokszaacutermazeacutekok
A legaacuteltalaacutenosabban alkalmazott derivatizaacuteloacutereagensek (ldquotrimetilszililezırdquo szerek)
(CH3)3 Si NN
N-trimetilszililimidazol
CH3 C
N
O
Si(CH3)3
Si(CH3)3
NO-bisz-trimetilszililacetamid
Si CH3
CH3
CH3
N
CH3
C
O
CF3
N-metil-N-trimetilszilil-trifluoroacetamid
(CH3)3 Si N(C2H5)2
N-trimetilszilildietilamin
Szililezeacutes Illeacutekonysaacuteg noumlvekedeacutes
GCMSfragmentaacutecioacutes profilkarakterisztikus ionok (nyomanaliacutezis)
R3Si-X + Rrsquo-H R3Si-Rrsquo + X-H
OldoacuteszerekPiridin DMF DMSO THF ACN
SiCH3
CH3
CH3
Cl
Trimetilkloacuterszilaacuten
SiCH3
CH3
CH3
NH Si
CH3
CH3
CH3
Hexametildiszilazaacuten
Vizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi soraVizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi sora
R-OH gt Ph-OH gt RCOOH gt R-NH2 gt R-CONH-R
A A trimetilszilileztrimetilszililez ıı reagensek reaktivitreagensek reaktivitaacuteaacutesi sorasi sora
Trimetilszilil-imidazol gt NO-bisz(trimetilszilil)trifluoracetamid gt NO-bisz(trimetilszilil)acetamid gt Nmdashmetil-N-(trimetilszilil)-
trifluoroacetamid gt N-trimetilszilildietilamin gt N-metil-N-trimetilszilil-acetamid gt trimetilkloacuterszilaacuten gt hexametil-diszilazaacuten
Funkcioacutes csoport Funkcioacutes cs neve Szaacutermazeacutek Szaacutermazeacutek neve
OH Hidroxil OTMS Trimetilszilil-eacuteter
SH Tiol STMS Trimetilszilil-tioeacuteter
COOH Karboxil COOTMS Trimetilszilil-karboxilaacutet
POH Foszfaacutet POTMS Trimetilszilil-foszfaacutet
SOH Szulfaacutet SOTMS Trimetilszilil-szulfaacutet
NOH Nitraacutet NOTMS Trimetilszilil-nitraacutet
BOH Boraacutet BOTMS Trimetilszilil-boraacutet
NH2 Amin NHTMS N(TMS)2
Trimetilszilil-amin
NH Imin NTMS Trimetilszilil-imin
CONH2 Karbonsavamid CONHTMS N-Trimetilszilil-karbonsavamid
CH2-C=O Karbonil CH=COTMS Trimetilszilil-enoleacuteter
TrimetilszililTrimetilszilil szszaacuteaacutermazrmazeacuteeacutekot adkot adoacuteoacute funkcifunkci oacuteoacutes csoportoks csoportok
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
Aktiacutev hidrogeacutenatom csereacutelıdik ki alkil- (aril-) csoportra
Vegyuumllet keacuteplete Vegyuumllet neve Szaacutermazeacutek keacuteplete Szaacutermazeacutek neveRCOOH Karbonsav RCOOR1 EacuteszterRSO2OH Szulfonsav RSO2OR1 Szulfonsav eacuteszterROH Alkohol ROR1 EacuteterRSH Tioalkohol RSR1 TioeacuteterRNH2 Alkil-amin RN(R1)2 TrialkilaminR2NH Dialkilamin R2NR1 TrialkilaminRCONH2 Karbonsavamid RCONHR1 N-alkil-karbonsavamidRSO2NH2 Szulfonsavamid RSO2N(R1)2 NNrsquo-dialkil-szulfonamidRCOCH2COR β-diketon RCOCH=C(OR1)R β-acil-O-enoleacuteter
R(Ar) X
X = I Br
R = Me Et Pr Bz
+ R1COO- R(Ar) O C R1
O
+ X- Ag2O
NaH BaO
2
C H3N 2 + RC O O- RC O O C H3 + N2
C 2H 5N 2
N 2
RC O O C2H 5
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
1
(CH3)2N CH(O R1)2
R1 = CH3 C2H5 C3H7 C4H9
+ RCOOH
(fenolok amidok tiolok)
RCOOR1 + (CH3)2N CHO + R1OH
N N-dimetil-dialkilacetaacutel
3
Ag2O + alkil-halid
(Cl kisebb aktivitaacutes)
Diazo-alkaacutenokkal
Dialkil-acetaacutelok
Extraktiacutev alkilezeacutes
Savak fenolok alkoholok vagy amidok alkilezeacutese vizes koumlzegben
RCOO- + R4N+ RCOO-R4N
+
RCOO-R4N+
AQ
AQ
RCOO-R4N+
ORG
RCOO-R4N+
ORG+ R1I
RCOOR1 + R4N+I-
PirolitikusPirolitikus alkilezeacutesalkilezeacutes
RCOOH + C6H5(CH3)3N+OH- RCOO-C6H5N
+(CH3)3 + H2O
RCOO-C6H5N+(CH3)3 RCOOCH3 + C6H5N(CH3)2
ArilezeacutesArilezeacutes
NO2
NO2 F + RNH2
RSH
C6H5OH
NO2
NO2 NH R + HF
OximkeacutepzeacutesOximkeacutepzeacutes
C O
R1
R2
F
F F
F
F CH2O NH2+
H2O
F
F F
F
F CH2O N C
R1
R2
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
UV-Vis spektrofotomeacuteterAlkalmazhatoacute UV-Vis tartomaacutenyban elnyel az adott komponens
Lambeert-BeerAλλλλ = ελλλλ c l
FeacutenyforraacutesUV deuteacuterium laacutempaVis volfraacutem laacutempa
reacutes
feacutenyforraacutes
monokromaacutetor
bdquofeacutenyosztoacuterdquo(splitter)
DETEKTOR
referencia aacuteg
meacuterı aacuteg
cella (kuumlvetta)I0
I0 I0
IDetektorfotodioacuteda
Cellakvarc kuumlvettal=5-10 mm
10-7100000
10-610000
10-51000
c [mol dm-3]
ελλλλ[dm3 mol-1cm-1]
l = 1 cmA = 001c = A (ελλλλ l)
A = 0001 --- 10-8 mol dm-3
Fluoreszcencia meacutereacutesen alapuloacute detektorfluoreszkaacuteloacute anyagok detektaacutelaacutesa
reacutes
feacutenyforraacutes
monokromaacutetorcella (kuumlvetta)
monokromaacutetor
Detektora kibocsaacutetott feacutenyt meacuteri
Szelektiacutev (specifikus) nincsenek zavaroacute komponensek (koeluacutecioacute nem annyira zavaroacute)
nagy eacuterzeacutekenyseacutegkis kimutataacutesi hataacuterLOD ~nM
Analitikai informaacutecioacuteminıseacutegi retencioacutes (migraacutecioacutes) idı
rt
tx r
R
R
x
r
=
retencioacutes (migraacutecioacutes) idı fuumlggalkalmazott koumlruumllmeacutenyekbullmozgoacutefaacutezis
bullanyagi minıseacutegbullaacuteramlaacutesi sebesseacuteg
bullaacutelloacutefaacutezisbullminıseacutegbullhossz
bullhımeacuterseacutekletbullpH ionerısseacutegbullstb
minıseacutegi informaacutecioacute UV-Vis spektrumNoumlvekvı igeacutenyek uacutej detektorok alkalmazaacutesa fejleszteacutese
TOumlMEGSPEKTROMEacuteTER
Kapcsolt technikaacutekMS mint kromatograacutefiaacutes detektor
A pontos eacutes megbiacutezhatoacute minıseacutegi eacutes mennyiseacutegi analiacutezis elkeacutepzelhetetlen a mintaacutet alkotoacute komponensek elvaacutelasztaacutesa neacutelkuumll
valoacutes mintaacutek komplex sokkomponenső rendszerek
elvaacutelasztaacutestechnikai eljaacuteraacutes alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges
A hagyomaacutenyos kromatograacutefiaacutes technikaacutek azonban meacuteg toumlkeacuteletes szeparaacutecioacute eseteacuten sem kiacutenaacutelnak abszoluacutet biztonsaacutegos minıseacutegi
azonosiacutetaacutestminıseacutegi informaacutecioacute csak az adott komponens retencioacutes viselkedeacutese
a manapsaacuteg megkoumlvetelt megbiacutezhatoacute eacutes reprodukaacutelhatoacute meghataacuterozaacutesok indokoljaacutek a toumlmegspektrometria eacutes az
elvaacutelasztaacutestechnikai moacutedszerek kombinaacutelaacutesaacutet
Toumlmegspektrometria (MS)
Alapelve a gaacutezaacutellapotuacute ionizaacutelt molekulaacutekat ezek toumlredeacutekeit (un fragmenseit) vagy bizonyos esetekben az atomokboacutel keacutepzıdoumltt ionokat toumlmeguumlk alapjaacuten szeacutetvaacutelasztja majd mennyiseacutegileg meghataacuterozza
1 mintabevitel eacutes a minta gaacutezaacutellapotba hozaacutesa2 ionizaacutecioacute eacutes bizonyos esetekben fragmentaacutecioacute
3 a keletkezett ionok toumllteacutesegyseacutegre jutoacute toumlmeguumlk szerinti elvaacutelasztaacutesa 4 a szeacutetvaacutelasztott kuumlloumlnboumlzı toumlmegő ionok mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesa
A keacuteszuumlleacutek feleacutepiacuteteacutese
mintabevitel ionforraacutes analizaacutetor detektor
vaacutekuumrendszer
vezeacuterlı- eacutes adatfeldolgozoacute rendszer
Nobel-diacutej 1922 1989 2002
(foto)elektronsokszorozoacute
Atmoszfeacuterikus nyomaacutesuacute ionizaacutecioacutes technikaacutekHPLC-MS
ESI (ElectroSpray Ionization)
APCI (Atmospheric Pressure Chemical Ionization)
nem szuumlkseacuteges ionok jelenleacutete az oldatbanelektromos kisuumlleacutes szekunder ionizaacutecioacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Kedvezıbb tulajdonsaacutegok kialakiacutetaacutesaDetektaacutelhatoacutesaacutegKromatograacutefiaacutes viselkedeacutes
keacutemiai reakcioacute segiacutetseacutegeacutevel megvaacuteltoztatjuk a kiindulaacutesi anyag valamely tulajdonsaacutegaacutet
derivatizaacuteloacuteszer megvaacutelasztaacutesa
molekula szerkezete (funkcioacutes csoportok)detektaacutelaacutes
El kell-e (el lehet-e) vaacutelasztani a maacutetrixtoacutel
Specifikus reakcioacutek egyszerősiacutethetik a mintaelıkeacutesziacuteteacutest ill az elvaacutelasztaacutest
MS csak az utoacutebbi eacutevtizedben vaacutelt megfizethetıveacutekorlaacutetai
bullionizaacutecioacutebulldraacutega
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Gaacutezkromatogaacutefiaacuteban
A mintakomponensek illeacutekonysaacutegaacutenak noumlveleacutese
Az anyagok termikus stabilitaacutesaacutenak noumlveleacutese
Csuacutecsaacutetfedeacutesek csoumlkkenteacutese (retencioacutes idı)
Detektaacutelhatoacutesaacuteg noumlveleacutese
A gaacutezkromatograacutefia bomlaacutes neacutelkuumll gızzeacute ill gaacutezzaacute alakiacutethatoacute vegyuumlletek elvaacutelasztaacutesaacutera eacutes analiacuteziseacutere szolgaacuteloacute moacutedszer
Elvaacutelasztaacutes alapja1 illeacutekonysaacuteg (forraacutespont)2 szerkezet
Illeacutekonysaacuteghıstabilitaacutes
~12 millioacute szerves vegyuumllet jelentıs reacuteszuumlk hıeacuterzeacutekenynagyobb jelentıseacuteggel ~ 50 ezer biacuter jelentıs reacutesze gaacutezkromatografaacutelhatoacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Folyadeacutekkromatograacutefiaacuteban
A detektaacutelaacutes (detektaacutelhatoacutesaacuteg) javiacutetaacutesa
bullkromofoacuterok beeacutepiacuteteacutese (UV-elnyeleacutes noumlveleacutese)
bullfluoreszcens csoportok beeacutepiacuteteacutese
bullkromatograacutefiaacutes viselkedeacutes befolyaacutesolaacutesa
korlaacutetOLDHATOacuteSAacuteG
kromatografaacutelaacutes elıtti (prekolumn)
bullnem kell gyorsnak lennibullnehezen automatizaacutelhatoacute bulla reagens koumlnnyen elvaacutelaszthatoacute legyenbullteljesen veacutegbemenjen
bullreprodukaacutelhatoacutebullgyors legyen
bullreagens ne zavarjonbullteljesen veacutegbemenjen
elvaacutelasztaacutes utaacuteni (posztkolumn)
A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet
GaacutezkromatograacutefisGaacutezkromatograacutefis derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes
1 1 AlkilszililAlkilszilil szaacutermazeacutekokszaacutermazeacutekok
A legaacuteltalaacutenosabban alkalmazott derivatizaacuteloacutereagensek (ldquotrimetilszililezırdquo szerek)
(CH3)3 Si NN
N-trimetilszililimidazol
CH3 C
N
O
Si(CH3)3
Si(CH3)3
NO-bisz-trimetilszililacetamid
Si CH3
CH3
CH3
N
CH3
C
O
CF3
N-metil-N-trimetilszilil-trifluoroacetamid
(CH3)3 Si N(C2H5)2
N-trimetilszilildietilamin
Szililezeacutes Illeacutekonysaacuteg noumlvekedeacutes
GCMSfragmentaacutecioacutes profilkarakterisztikus ionok (nyomanaliacutezis)
R3Si-X + Rrsquo-H R3Si-Rrsquo + X-H
OldoacuteszerekPiridin DMF DMSO THF ACN
SiCH3
CH3
CH3
Cl
Trimetilkloacuterszilaacuten
SiCH3
CH3
CH3
NH Si
CH3
CH3
CH3
Hexametildiszilazaacuten
Vizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi soraVizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi sora
R-OH gt Ph-OH gt RCOOH gt R-NH2 gt R-CONH-R
A A trimetilszilileztrimetilszililez ıı reagensek reaktivitreagensek reaktivitaacuteaacutesi sorasi sora
Trimetilszilil-imidazol gt NO-bisz(trimetilszilil)trifluoracetamid gt NO-bisz(trimetilszilil)acetamid gt Nmdashmetil-N-(trimetilszilil)-
trifluoroacetamid gt N-trimetilszilildietilamin gt N-metil-N-trimetilszilil-acetamid gt trimetilkloacuterszilaacuten gt hexametil-diszilazaacuten
Funkcioacutes csoport Funkcioacutes cs neve Szaacutermazeacutek Szaacutermazeacutek neve
OH Hidroxil OTMS Trimetilszilil-eacuteter
SH Tiol STMS Trimetilszilil-tioeacuteter
COOH Karboxil COOTMS Trimetilszilil-karboxilaacutet
POH Foszfaacutet POTMS Trimetilszilil-foszfaacutet
SOH Szulfaacutet SOTMS Trimetilszilil-szulfaacutet
NOH Nitraacutet NOTMS Trimetilszilil-nitraacutet
BOH Boraacutet BOTMS Trimetilszilil-boraacutet
NH2 Amin NHTMS N(TMS)2
Trimetilszilil-amin
NH Imin NTMS Trimetilszilil-imin
CONH2 Karbonsavamid CONHTMS N-Trimetilszilil-karbonsavamid
CH2-C=O Karbonil CH=COTMS Trimetilszilil-enoleacuteter
TrimetilszililTrimetilszilil szszaacuteaacutermazrmazeacuteeacutekot adkot adoacuteoacute funkcifunkci oacuteoacutes csoportoks csoportok
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
Aktiacutev hidrogeacutenatom csereacutelıdik ki alkil- (aril-) csoportra
Vegyuumllet keacuteplete Vegyuumllet neve Szaacutermazeacutek keacuteplete Szaacutermazeacutek neveRCOOH Karbonsav RCOOR1 EacuteszterRSO2OH Szulfonsav RSO2OR1 Szulfonsav eacuteszterROH Alkohol ROR1 EacuteterRSH Tioalkohol RSR1 TioeacuteterRNH2 Alkil-amin RN(R1)2 TrialkilaminR2NH Dialkilamin R2NR1 TrialkilaminRCONH2 Karbonsavamid RCONHR1 N-alkil-karbonsavamidRSO2NH2 Szulfonsavamid RSO2N(R1)2 NNrsquo-dialkil-szulfonamidRCOCH2COR β-diketon RCOCH=C(OR1)R β-acil-O-enoleacuteter
R(Ar) X
X = I Br
R = Me Et Pr Bz
+ R1COO- R(Ar) O C R1
O
+ X- Ag2O
NaH BaO
2
C H3N 2 + RC O O- RC O O C H3 + N2
C 2H 5N 2
N 2
RC O O C2H 5
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
1
(CH3)2N CH(O R1)2
R1 = CH3 C2H5 C3H7 C4H9
+ RCOOH
(fenolok amidok tiolok)
RCOOR1 + (CH3)2N CHO + R1OH
N N-dimetil-dialkilacetaacutel
3
Ag2O + alkil-halid
(Cl kisebb aktivitaacutes)
Diazo-alkaacutenokkal
Dialkil-acetaacutelok
Extraktiacutev alkilezeacutes
Savak fenolok alkoholok vagy amidok alkilezeacutese vizes koumlzegben
RCOO- + R4N+ RCOO-R4N
+
RCOO-R4N+
AQ
AQ
RCOO-R4N+
ORG
RCOO-R4N+
ORG+ R1I
RCOOR1 + R4N+I-
PirolitikusPirolitikus alkilezeacutesalkilezeacutes
RCOOH + C6H5(CH3)3N+OH- RCOO-C6H5N
+(CH3)3 + H2O
RCOO-C6H5N+(CH3)3 RCOOCH3 + C6H5N(CH3)2
ArilezeacutesArilezeacutes
NO2
NO2 F + RNH2
RSH
C6H5OH
NO2
NO2 NH R + HF
OximkeacutepzeacutesOximkeacutepzeacutes
C O
R1
R2
F
F F
F
F CH2O NH2+
H2O
F
F F
F
F CH2O N C
R1
R2
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Fluoreszcencia meacutereacutesen alapuloacute detektorfluoreszkaacuteloacute anyagok detektaacutelaacutesa
reacutes
feacutenyforraacutes
monokromaacutetorcella (kuumlvetta)
monokromaacutetor
Detektora kibocsaacutetott feacutenyt meacuteri
Szelektiacutev (specifikus) nincsenek zavaroacute komponensek (koeluacutecioacute nem annyira zavaroacute)
nagy eacuterzeacutekenyseacutegkis kimutataacutesi hataacuterLOD ~nM
Analitikai informaacutecioacuteminıseacutegi retencioacutes (migraacutecioacutes) idı
rt
tx r
R
R
x
r
=
retencioacutes (migraacutecioacutes) idı fuumlggalkalmazott koumlruumllmeacutenyekbullmozgoacutefaacutezis
bullanyagi minıseacutegbullaacuteramlaacutesi sebesseacuteg
bullaacutelloacutefaacutezisbullminıseacutegbullhossz
bullhımeacuterseacutekletbullpH ionerısseacutegbullstb
minıseacutegi informaacutecioacute UV-Vis spektrumNoumlvekvı igeacutenyek uacutej detektorok alkalmazaacutesa fejleszteacutese
TOumlMEGSPEKTROMEacuteTER
Kapcsolt technikaacutekMS mint kromatograacutefiaacutes detektor
A pontos eacutes megbiacutezhatoacute minıseacutegi eacutes mennyiseacutegi analiacutezis elkeacutepzelhetetlen a mintaacutet alkotoacute komponensek elvaacutelasztaacutesa neacutelkuumll
valoacutes mintaacutek komplex sokkomponenső rendszerek
elvaacutelasztaacutestechnikai eljaacuteraacutes alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges
A hagyomaacutenyos kromatograacutefiaacutes technikaacutek azonban meacuteg toumlkeacuteletes szeparaacutecioacute eseteacuten sem kiacutenaacutelnak abszoluacutet biztonsaacutegos minıseacutegi
azonosiacutetaacutestminıseacutegi informaacutecioacute csak az adott komponens retencioacutes viselkedeacutese
a manapsaacuteg megkoumlvetelt megbiacutezhatoacute eacutes reprodukaacutelhatoacute meghataacuterozaacutesok indokoljaacutek a toumlmegspektrometria eacutes az
elvaacutelasztaacutestechnikai moacutedszerek kombinaacutelaacutesaacutet
Toumlmegspektrometria (MS)
Alapelve a gaacutezaacutellapotuacute ionizaacutelt molekulaacutekat ezek toumlredeacutekeit (un fragmenseit) vagy bizonyos esetekben az atomokboacutel keacutepzıdoumltt ionokat toumlmeguumlk alapjaacuten szeacutetvaacutelasztja majd mennyiseacutegileg meghataacuterozza
1 mintabevitel eacutes a minta gaacutezaacutellapotba hozaacutesa2 ionizaacutecioacute eacutes bizonyos esetekben fragmentaacutecioacute
3 a keletkezett ionok toumllteacutesegyseacutegre jutoacute toumlmeguumlk szerinti elvaacutelasztaacutesa 4 a szeacutetvaacutelasztott kuumlloumlnboumlzı toumlmegő ionok mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesa
A keacuteszuumlleacutek feleacutepiacuteteacutese
mintabevitel ionforraacutes analizaacutetor detektor
vaacutekuumrendszer
vezeacuterlı- eacutes adatfeldolgozoacute rendszer
Nobel-diacutej 1922 1989 2002
(foto)elektronsokszorozoacute
Atmoszfeacuterikus nyomaacutesuacute ionizaacutecioacutes technikaacutekHPLC-MS
ESI (ElectroSpray Ionization)
APCI (Atmospheric Pressure Chemical Ionization)
nem szuumlkseacuteges ionok jelenleacutete az oldatbanelektromos kisuumlleacutes szekunder ionizaacutecioacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Kedvezıbb tulajdonsaacutegok kialakiacutetaacutesaDetektaacutelhatoacutesaacutegKromatograacutefiaacutes viselkedeacutes
keacutemiai reakcioacute segiacutetseacutegeacutevel megvaacuteltoztatjuk a kiindulaacutesi anyag valamely tulajdonsaacutegaacutet
derivatizaacuteloacuteszer megvaacutelasztaacutesa
molekula szerkezete (funkcioacutes csoportok)detektaacutelaacutes
El kell-e (el lehet-e) vaacutelasztani a maacutetrixtoacutel
Specifikus reakcioacutek egyszerősiacutethetik a mintaelıkeacutesziacuteteacutest ill az elvaacutelasztaacutest
MS csak az utoacutebbi eacutevtizedben vaacutelt megfizethetıveacutekorlaacutetai
bullionizaacutecioacutebulldraacutega
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Gaacutezkromatogaacutefiaacuteban
A mintakomponensek illeacutekonysaacutegaacutenak noumlveleacutese
Az anyagok termikus stabilitaacutesaacutenak noumlveleacutese
Csuacutecsaacutetfedeacutesek csoumlkkenteacutese (retencioacutes idı)
Detektaacutelhatoacutesaacuteg noumlveleacutese
A gaacutezkromatograacutefia bomlaacutes neacutelkuumll gızzeacute ill gaacutezzaacute alakiacutethatoacute vegyuumlletek elvaacutelasztaacutesaacutera eacutes analiacuteziseacutere szolgaacuteloacute moacutedszer
Elvaacutelasztaacutes alapja1 illeacutekonysaacuteg (forraacutespont)2 szerkezet
Illeacutekonysaacuteghıstabilitaacutes
~12 millioacute szerves vegyuumllet jelentıs reacuteszuumlk hıeacuterzeacutekenynagyobb jelentıseacuteggel ~ 50 ezer biacuter jelentıs reacutesze gaacutezkromatografaacutelhatoacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Folyadeacutekkromatograacutefiaacuteban
A detektaacutelaacutes (detektaacutelhatoacutesaacuteg) javiacutetaacutesa
bullkromofoacuterok beeacutepiacuteteacutese (UV-elnyeleacutes noumlveleacutese)
bullfluoreszcens csoportok beeacutepiacuteteacutese
bullkromatograacutefiaacutes viselkedeacutes befolyaacutesolaacutesa
korlaacutetOLDHATOacuteSAacuteG
kromatografaacutelaacutes elıtti (prekolumn)
bullnem kell gyorsnak lennibullnehezen automatizaacutelhatoacute bulla reagens koumlnnyen elvaacutelaszthatoacute legyenbullteljesen veacutegbemenjen
bullreprodukaacutelhatoacutebullgyors legyen
bullreagens ne zavarjonbullteljesen veacutegbemenjen
elvaacutelasztaacutes utaacuteni (posztkolumn)
A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet
GaacutezkromatograacutefisGaacutezkromatograacutefis derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes
1 1 AlkilszililAlkilszilil szaacutermazeacutekokszaacutermazeacutekok
A legaacuteltalaacutenosabban alkalmazott derivatizaacuteloacutereagensek (ldquotrimetilszililezırdquo szerek)
(CH3)3 Si NN
N-trimetilszililimidazol
CH3 C
N
O
Si(CH3)3
Si(CH3)3
NO-bisz-trimetilszililacetamid
Si CH3
CH3
CH3
N
CH3
C
O
CF3
N-metil-N-trimetilszilil-trifluoroacetamid
(CH3)3 Si N(C2H5)2
N-trimetilszilildietilamin
Szililezeacutes Illeacutekonysaacuteg noumlvekedeacutes
GCMSfragmentaacutecioacutes profilkarakterisztikus ionok (nyomanaliacutezis)
R3Si-X + Rrsquo-H R3Si-Rrsquo + X-H
OldoacuteszerekPiridin DMF DMSO THF ACN
SiCH3
CH3
CH3
Cl
Trimetilkloacuterszilaacuten
SiCH3
CH3
CH3
NH Si
CH3
CH3
CH3
Hexametildiszilazaacuten
Vizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi soraVizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi sora
R-OH gt Ph-OH gt RCOOH gt R-NH2 gt R-CONH-R
A A trimetilszilileztrimetilszililez ıı reagensek reaktivitreagensek reaktivitaacuteaacutesi sorasi sora
Trimetilszilil-imidazol gt NO-bisz(trimetilszilil)trifluoracetamid gt NO-bisz(trimetilszilil)acetamid gt Nmdashmetil-N-(trimetilszilil)-
trifluoroacetamid gt N-trimetilszilildietilamin gt N-metil-N-trimetilszilil-acetamid gt trimetilkloacuterszilaacuten gt hexametil-diszilazaacuten
Funkcioacutes csoport Funkcioacutes cs neve Szaacutermazeacutek Szaacutermazeacutek neve
OH Hidroxil OTMS Trimetilszilil-eacuteter
SH Tiol STMS Trimetilszilil-tioeacuteter
COOH Karboxil COOTMS Trimetilszilil-karboxilaacutet
POH Foszfaacutet POTMS Trimetilszilil-foszfaacutet
SOH Szulfaacutet SOTMS Trimetilszilil-szulfaacutet
NOH Nitraacutet NOTMS Trimetilszilil-nitraacutet
BOH Boraacutet BOTMS Trimetilszilil-boraacutet
NH2 Amin NHTMS N(TMS)2
Trimetilszilil-amin
NH Imin NTMS Trimetilszilil-imin
CONH2 Karbonsavamid CONHTMS N-Trimetilszilil-karbonsavamid
CH2-C=O Karbonil CH=COTMS Trimetilszilil-enoleacuteter
TrimetilszililTrimetilszilil szszaacuteaacutermazrmazeacuteeacutekot adkot adoacuteoacute funkcifunkci oacuteoacutes csoportoks csoportok
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
Aktiacutev hidrogeacutenatom csereacutelıdik ki alkil- (aril-) csoportra
Vegyuumllet keacuteplete Vegyuumllet neve Szaacutermazeacutek keacuteplete Szaacutermazeacutek neveRCOOH Karbonsav RCOOR1 EacuteszterRSO2OH Szulfonsav RSO2OR1 Szulfonsav eacuteszterROH Alkohol ROR1 EacuteterRSH Tioalkohol RSR1 TioeacuteterRNH2 Alkil-amin RN(R1)2 TrialkilaminR2NH Dialkilamin R2NR1 TrialkilaminRCONH2 Karbonsavamid RCONHR1 N-alkil-karbonsavamidRSO2NH2 Szulfonsavamid RSO2N(R1)2 NNrsquo-dialkil-szulfonamidRCOCH2COR β-diketon RCOCH=C(OR1)R β-acil-O-enoleacuteter
R(Ar) X
X = I Br
R = Me Et Pr Bz
+ R1COO- R(Ar) O C R1
O
+ X- Ag2O
NaH BaO
2
C H3N 2 + RC O O- RC O O C H3 + N2
C 2H 5N 2
N 2
RC O O C2H 5
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
1
(CH3)2N CH(O R1)2
R1 = CH3 C2H5 C3H7 C4H9
+ RCOOH
(fenolok amidok tiolok)
RCOOR1 + (CH3)2N CHO + R1OH
N N-dimetil-dialkilacetaacutel
3
Ag2O + alkil-halid
(Cl kisebb aktivitaacutes)
Diazo-alkaacutenokkal
Dialkil-acetaacutelok
Extraktiacutev alkilezeacutes
Savak fenolok alkoholok vagy amidok alkilezeacutese vizes koumlzegben
RCOO- + R4N+ RCOO-R4N
+
RCOO-R4N+
AQ
AQ
RCOO-R4N+
ORG
RCOO-R4N+
ORG+ R1I
RCOOR1 + R4N+I-
PirolitikusPirolitikus alkilezeacutesalkilezeacutes
RCOOH + C6H5(CH3)3N+OH- RCOO-C6H5N
+(CH3)3 + H2O
RCOO-C6H5N+(CH3)3 RCOOCH3 + C6H5N(CH3)2
ArilezeacutesArilezeacutes
NO2
NO2 F + RNH2
RSH
C6H5OH
NO2
NO2 NH R + HF
OximkeacutepzeacutesOximkeacutepzeacutes
C O
R1
R2
F
F F
F
F CH2O NH2+
H2O
F
F F
F
F CH2O N C
R1
R2
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Analitikai informaacutecioacuteminıseacutegi retencioacutes (migraacutecioacutes) idı
rt
tx r
R
R
x
r
=
retencioacutes (migraacutecioacutes) idı fuumlggalkalmazott koumlruumllmeacutenyekbullmozgoacutefaacutezis
bullanyagi minıseacutegbullaacuteramlaacutesi sebesseacuteg
bullaacutelloacutefaacutezisbullminıseacutegbullhossz
bullhımeacuterseacutekletbullpH ionerısseacutegbullstb
minıseacutegi informaacutecioacute UV-Vis spektrumNoumlvekvı igeacutenyek uacutej detektorok alkalmazaacutesa fejleszteacutese
TOumlMEGSPEKTROMEacuteTER
Kapcsolt technikaacutekMS mint kromatograacutefiaacutes detektor
A pontos eacutes megbiacutezhatoacute minıseacutegi eacutes mennyiseacutegi analiacutezis elkeacutepzelhetetlen a mintaacutet alkotoacute komponensek elvaacutelasztaacutesa neacutelkuumll
valoacutes mintaacutek komplex sokkomponenső rendszerek
elvaacutelasztaacutestechnikai eljaacuteraacutes alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges
A hagyomaacutenyos kromatograacutefiaacutes technikaacutek azonban meacuteg toumlkeacuteletes szeparaacutecioacute eseteacuten sem kiacutenaacutelnak abszoluacutet biztonsaacutegos minıseacutegi
azonosiacutetaacutestminıseacutegi informaacutecioacute csak az adott komponens retencioacutes viselkedeacutese
a manapsaacuteg megkoumlvetelt megbiacutezhatoacute eacutes reprodukaacutelhatoacute meghataacuterozaacutesok indokoljaacutek a toumlmegspektrometria eacutes az
elvaacutelasztaacutestechnikai moacutedszerek kombinaacutelaacutesaacutet
Toumlmegspektrometria (MS)
Alapelve a gaacutezaacutellapotuacute ionizaacutelt molekulaacutekat ezek toumlredeacutekeit (un fragmenseit) vagy bizonyos esetekben az atomokboacutel keacutepzıdoumltt ionokat toumlmeguumlk alapjaacuten szeacutetvaacutelasztja majd mennyiseacutegileg meghataacuterozza
1 mintabevitel eacutes a minta gaacutezaacutellapotba hozaacutesa2 ionizaacutecioacute eacutes bizonyos esetekben fragmentaacutecioacute
3 a keletkezett ionok toumllteacutesegyseacutegre jutoacute toumlmeguumlk szerinti elvaacutelasztaacutesa 4 a szeacutetvaacutelasztott kuumlloumlnboumlzı toumlmegő ionok mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesa
A keacuteszuumlleacutek feleacutepiacuteteacutese
mintabevitel ionforraacutes analizaacutetor detektor
vaacutekuumrendszer
vezeacuterlı- eacutes adatfeldolgozoacute rendszer
Nobel-diacutej 1922 1989 2002
(foto)elektronsokszorozoacute
Atmoszfeacuterikus nyomaacutesuacute ionizaacutecioacutes technikaacutekHPLC-MS
ESI (ElectroSpray Ionization)
APCI (Atmospheric Pressure Chemical Ionization)
nem szuumlkseacuteges ionok jelenleacutete az oldatbanelektromos kisuumlleacutes szekunder ionizaacutecioacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Kedvezıbb tulajdonsaacutegok kialakiacutetaacutesaDetektaacutelhatoacutesaacutegKromatograacutefiaacutes viselkedeacutes
keacutemiai reakcioacute segiacutetseacutegeacutevel megvaacuteltoztatjuk a kiindulaacutesi anyag valamely tulajdonsaacutegaacutet
derivatizaacuteloacuteszer megvaacutelasztaacutesa
molekula szerkezete (funkcioacutes csoportok)detektaacutelaacutes
El kell-e (el lehet-e) vaacutelasztani a maacutetrixtoacutel
Specifikus reakcioacutek egyszerősiacutethetik a mintaelıkeacutesziacuteteacutest ill az elvaacutelasztaacutest
MS csak az utoacutebbi eacutevtizedben vaacutelt megfizethetıveacutekorlaacutetai
bullionizaacutecioacutebulldraacutega
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Gaacutezkromatogaacutefiaacuteban
A mintakomponensek illeacutekonysaacutegaacutenak noumlveleacutese
Az anyagok termikus stabilitaacutesaacutenak noumlveleacutese
Csuacutecsaacutetfedeacutesek csoumlkkenteacutese (retencioacutes idı)
Detektaacutelhatoacutesaacuteg noumlveleacutese
A gaacutezkromatograacutefia bomlaacutes neacutelkuumll gızzeacute ill gaacutezzaacute alakiacutethatoacute vegyuumlletek elvaacutelasztaacutesaacutera eacutes analiacuteziseacutere szolgaacuteloacute moacutedszer
Elvaacutelasztaacutes alapja1 illeacutekonysaacuteg (forraacutespont)2 szerkezet
Illeacutekonysaacuteghıstabilitaacutes
~12 millioacute szerves vegyuumllet jelentıs reacuteszuumlk hıeacuterzeacutekenynagyobb jelentıseacuteggel ~ 50 ezer biacuter jelentıs reacutesze gaacutezkromatografaacutelhatoacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Folyadeacutekkromatograacutefiaacuteban
A detektaacutelaacutes (detektaacutelhatoacutesaacuteg) javiacutetaacutesa
bullkromofoacuterok beeacutepiacuteteacutese (UV-elnyeleacutes noumlveleacutese)
bullfluoreszcens csoportok beeacutepiacuteteacutese
bullkromatograacutefiaacutes viselkedeacutes befolyaacutesolaacutesa
korlaacutetOLDHATOacuteSAacuteG
kromatografaacutelaacutes elıtti (prekolumn)
bullnem kell gyorsnak lennibullnehezen automatizaacutelhatoacute bulla reagens koumlnnyen elvaacutelaszthatoacute legyenbullteljesen veacutegbemenjen
bullreprodukaacutelhatoacutebullgyors legyen
bullreagens ne zavarjonbullteljesen veacutegbemenjen
elvaacutelasztaacutes utaacuteni (posztkolumn)
A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet
GaacutezkromatograacutefisGaacutezkromatograacutefis derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes
1 1 AlkilszililAlkilszilil szaacutermazeacutekokszaacutermazeacutekok
A legaacuteltalaacutenosabban alkalmazott derivatizaacuteloacutereagensek (ldquotrimetilszililezırdquo szerek)
(CH3)3 Si NN
N-trimetilszililimidazol
CH3 C
N
O
Si(CH3)3
Si(CH3)3
NO-bisz-trimetilszililacetamid
Si CH3
CH3
CH3
N
CH3
C
O
CF3
N-metil-N-trimetilszilil-trifluoroacetamid
(CH3)3 Si N(C2H5)2
N-trimetilszilildietilamin
Szililezeacutes Illeacutekonysaacuteg noumlvekedeacutes
GCMSfragmentaacutecioacutes profilkarakterisztikus ionok (nyomanaliacutezis)
R3Si-X + Rrsquo-H R3Si-Rrsquo + X-H
OldoacuteszerekPiridin DMF DMSO THF ACN
SiCH3
CH3
CH3
Cl
Trimetilkloacuterszilaacuten
SiCH3
CH3
CH3
NH Si
CH3
CH3
CH3
Hexametildiszilazaacuten
Vizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi soraVizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi sora
R-OH gt Ph-OH gt RCOOH gt R-NH2 gt R-CONH-R
A A trimetilszilileztrimetilszililez ıı reagensek reaktivitreagensek reaktivitaacuteaacutesi sorasi sora
Trimetilszilil-imidazol gt NO-bisz(trimetilszilil)trifluoracetamid gt NO-bisz(trimetilszilil)acetamid gt Nmdashmetil-N-(trimetilszilil)-
trifluoroacetamid gt N-trimetilszilildietilamin gt N-metil-N-trimetilszilil-acetamid gt trimetilkloacuterszilaacuten gt hexametil-diszilazaacuten
Funkcioacutes csoport Funkcioacutes cs neve Szaacutermazeacutek Szaacutermazeacutek neve
OH Hidroxil OTMS Trimetilszilil-eacuteter
SH Tiol STMS Trimetilszilil-tioeacuteter
COOH Karboxil COOTMS Trimetilszilil-karboxilaacutet
POH Foszfaacutet POTMS Trimetilszilil-foszfaacutet
SOH Szulfaacutet SOTMS Trimetilszilil-szulfaacutet
NOH Nitraacutet NOTMS Trimetilszilil-nitraacutet
BOH Boraacutet BOTMS Trimetilszilil-boraacutet
NH2 Amin NHTMS N(TMS)2
Trimetilszilil-amin
NH Imin NTMS Trimetilszilil-imin
CONH2 Karbonsavamid CONHTMS N-Trimetilszilil-karbonsavamid
CH2-C=O Karbonil CH=COTMS Trimetilszilil-enoleacuteter
TrimetilszililTrimetilszilil szszaacuteaacutermazrmazeacuteeacutekot adkot adoacuteoacute funkcifunkci oacuteoacutes csoportoks csoportok
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
Aktiacutev hidrogeacutenatom csereacutelıdik ki alkil- (aril-) csoportra
Vegyuumllet keacuteplete Vegyuumllet neve Szaacutermazeacutek keacuteplete Szaacutermazeacutek neveRCOOH Karbonsav RCOOR1 EacuteszterRSO2OH Szulfonsav RSO2OR1 Szulfonsav eacuteszterROH Alkohol ROR1 EacuteterRSH Tioalkohol RSR1 TioeacuteterRNH2 Alkil-amin RN(R1)2 TrialkilaminR2NH Dialkilamin R2NR1 TrialkilaminRCONH2 Karbonsavamid RCONHR1 N-alkil-karbonsavamidRSO2NH2 Szulfonsavamid RSO2N(R1)2 NNrsquo-dialkil-szulfonamidRCOCH2COR β-diketon RCOCH=C(OR1)R β-acil-O-enoleacuteter
R(Ar) X
X = I Br
R = Me Et Pr Bz
+ R1COO- R(Ar) O C R1
O
+ X- Ag2O
NaH BaO
2
C H3N 2 + RC O O- RC O O C H3 + N2
C 2H 5N 2
N 2
RC O O C2H 5
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
1
(CH3)2N CH(O R1)2
R1 = CH3 C2H5 C3H7 C4H9
+ RCOOH
(fenolok amidok tiolok)
RCOOR1 + (CH3)2N CHO + R1OH
N N-dimetil-dialkilacetaacutel
3
Ag2O + alkil-halid
(Cl kisebb aktivitaacutes)
Diazo-alkaacutenokkal
Dialkil-acetaacutelok
Extraktiacutev alkilezeacutes
Savak fenolok alkoholok vagy amidok alkilezeacutese vizes koumlzegben
RCOO- + R4N+ RCOO-R4N
+
RCOO-R4N+
AQ
AQ
RCOO-R4N+
ORG
RCOO-R4N+
ORG+ R1I
RCOOR1 + R4N+I-
PirolitikusPirolitikus alkilezeacutesalkilezeacutes
RCOOH + C6H5(CH3)3N+OH- RCOO-C6H5N
+(CH3)3 + H2O
RCOO-C6H5N+(CH3)3 RCOOCH3 + C6H5N(CH3)2
ArilezeacutesArilezeacutes
NO2
NO2 F + RNH2
RSH
C6H5OH
NO2
NO2 NH R + HF
OximkeacutepzeacutesOximkeacutepzeacutes
C O
R1
R2
F
F F
F
F CH2O NH2+
H2O
F
F F
F
F CH2O N C
R1
R2
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Kapcsolt technikaacutekMS mint kromatograacutefiaacutes detektor
A pontos eacutes megbiacutezhatoacute minıseacutegi eacutes mennyiseacutegi analiacutezis elkeacutepzelhetetlen a mintaacutet alkotoacute komponensek elvaacutelasztaacutesa neacutelkuumll
valoacutes mintaacutek komplex sokkomponenső rendszerek
elvaacutelasztaacutestechnikai eljaacuteraacutes alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges
A hagyomaacutenyos kromatograacutefiaacutes technikaacutek azonban meacuteg toumlkeacuteletes szeparaacutecioacute eseteacuten sem kiacutenaacutelnak abszoluacutet biztonsaacutegos minıseacutegi
azonosiacutetaacutestminıseacutegi informaacutecioacute csak az adott komponens retencioacutes viselkedeacutese
a manapsaacuteg megkoumlvetelt megbiacutezhatoacute eacutes reprodukaacutelhatoacute meghataacuterozaacutesok indokoljaacutek a toumlmegspektrometria eacutes az
elvaacutelasztaacutestechnikai moacutedszerek kombinaacutelaacutesaacutet
Toumlmegspektrometria (MS)
Alapelve a gaacutezaacutellapotuacute ionizaacutelt molekulaacutekat ezek toumlredeacutekeit (un fragmenseit) vagy bizonyos esetekben az atomokboacutel keacutepzıdoumltt ionokat toumlmeguumlk alapjaacuten szeacutetvaacutelasztja majd mennyiseacutegileg meghataacuterozza
1 mintabevitel eacutes a minta gaacutezaacutellapotba hozaacutesa2 ionizaacutecioacute eacutes bizonyos esetekben fragmentaacutecioacute
3 a keletkezett ionok toumllteacutesegyseacutegre jutoacute toumlmeguumlk szerinti elvaacutelasztaacutesa 4 a szeacutetvaacutelasztott kuumlloumlnboumlzı toumlmegő ionok mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesa
A keacuteszuumlleacutek feleacutepiacuteteacutese
mintabevitel ionforraacutes analizaacutetor detektor
vaacutekuumrendszer
vezeacuterlı- eacutes adatfeldolgozoacute rendszer
Nobel-diacutej 1922 1989 2002
(foto)elektronsokszorozoacute
Atmoszfeacuterikus nyomaacutesuacute ionizaacutecioacutes technikaacutekHPLC-MS
ESI (ElectroSpray Ionization)
APCI (Atmospheric Pressure Chemical Ionization)
nem szuumlkseacuteges ionok jelenleacutete az oldatbanelektromos kisuumlleacutes szekunder ionizaacutecioacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Kedvezıbb tulajdonsaacutegok kialakiacutetaacutesaDetektaacutelhatoacutesaacutegKromatograacutefiaacutes viselkedeacutes
keacutemiai reakcioacute segiacutetseacutegeacutevel megvaacuteltoztatjuk a kiindulaacutesi anyag valamely tulajdonsaacutegaacutet
derivatizaacuteloacuteszer megvaacutelasztaacutesa
molekula szerkezete (funkcioacutes csoportok)detektaacutelaacutes
El kell-e (el lehet-e) vaacutelasztani a maacutetrixtoacutel
Specifikus reakcioacutek egyszerősiacutethetik a mintaelıkeacutesziacuteteacutest ill az elvaacutelasztaacutest
MS csak az utoacutebbi eacutevtizedben vaacutelt megfizethetıveacutekorlaacutetai
bullionizaacutecioacutebulldraacutega
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Gaacutezkromatogaacutefiaacuteban
A mintakomponensek illeacutekonysaacutegaacutenak noumlveleacutese
Az anyagok termikus stabilitaacutesaacutenak noumlveleacutese
Csuacutecsaacutetfedeacutesek csoumlkkenteacutese (retencioacutes idı)
Detektaacutelhatoacutesaacuteg noumlveleacutese
A gaacutezkromatograacutefia bomlaacutes neacutelkuumll gızzeacute ill gaacutezzaacute alakiacutethatoacute vegyuumlletek elvaacutelasztaacutesaacutera eacutes analiacuteziseacutere szolgaacuteloacute moacutedszer
Elvaacutelasztaacutes alapja1 illeacutekonysaacuteg (forraacutespont)2 szerkezet
Illeacutekonysaacuteghıstabilitaacutes
~12 millioacute szerves vegyuumllet jelentıs reacuteszuumlk hıeacuterzeacutekenynagyobb jelentıseacuteggel ~ 50 ezer biacuter jelentıs reacutesze gaacutezkromatografaacutelhatoacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Folyadeacutekkromatograacutefiaacuteban
A detektaacutelaacutes (detektaacutelhatoacutesaacuteg) javiacutetaacutesa
bullkromofoacuterok beeacutepiacuteteacutese (UV-elnyeleacutes noumlveleacutese)
bullfluoreszcens csoportok beeacutepiacuteteacutese
bullkromatograacutefiaacutes viselkedeacutes befolyaacutesolaacutesa
korlaacutetOLDHATOacuteSAacuteG
kromatografaacutelaacutes elıtti (prekolumn)
bullnem kell gyorsnak lennibullnehezen automatizaacutelhatoacute bulla reagens koumlnnyen elvaacutelaszthatoacute legyenbullteljesen veacutegbemenjen
bullreprodukaacutelhatoacutebullgyors legyen
bullreagens ne zavarjonbullteljesen veacutegbemenjen
elvaacutelasztaacutes utaacuteni (posztkolumn)
A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet
GaacutezkromatograacutefisGaacutezkromatograacutefis derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes
1 1 AlkilszililAlkilszilil szaacutermazeacutekokszaacutermazeacutekok
A legaacuteltalaacutenosabban alkalmazott derivatizaacuteloacutereagensek (ldquotrimetilszililezırdquo szerek)
(CH3)3 Si NN
N-trimetilszililimidazol
CH3 C
N
O
Si(CH3)3
Si(CH3)3
NO-bisz-trimetilszililacetamid
Si CH3
CH3
CH3
N
CH3
C
O
CF3
N-metil-N-trimetilszilil-trifluoroacetamid
(CH3)3 Si N(C2H5)2
N-trimetilszilildietilamin
Szililezeacutes Illeacutekonysaacuteg noumlvekedeacutes
GCMSfragmentaacutecioacutes profilkarakterisztikus ionok (nyomanaliacutezis)
R3Si-X + Rrsquo-H R3Si-Rrsquo + X-H
OldoacuteszerekPiridin DMF DMSO THF ACN
SiCH3
CH3
CH3
Cl
Trimetilkloacuterszilaacuten
SiCH3
CH3
CH3
NH Si
CH3
CH3
CH3
Hexametildiszilazaacuten
Vizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi soraVizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi sora
R-OH gt Ph-OH gt RCOOH gt R-NH2 gt R-CONH-R
A A trimetilszilileztrimetilszililez ıı reagensek reaktivitreagensek reaktivitaacuteaacutesi sorasi sora
Trimetilszilil-imidazol gt NO-bisz(trimetilszilil)trifluoracetamid gt NO-bisz(trimetilszilil)acetamid gt Nmdashmetil-N-(trimetilszilil)-
trifluoroacetamid gt N-trimetilszilildietilamin gt N-metil-N-trimetilszilil-acetamid gt trimetilkloacuterszilaacuten gt hexametil-diszilazaacuten
Funkcioacutes csoport Funkcioacutes cs neve Szaacutermazeacutek Szaacutermazeacutek neve
OH Hidroxil OTMS Trimetilszilil-eacuteter
SH Tiol STMS Trimetilszilil-tioeacuteter
COOH Karboxil COOTMS Trimetilszilil-karboxilaacutet
POH Foszfaacutet POTMS Trimetilszilil-foszfaacutet
SOH Szulfaacutet SOTMS Trimetilszilil-szulfaacutet
NOH Nitraacutet NOTMS Trimetilszilil-nitraacutet
BOH Boraacutet BOTMS Trimetilszilil-boraacutet
NH2 Amin NHTMS N(TMS)2
Trimetilszilil-amin
NH Imin NTMS Trimetilszilil-imin
CONH2 Karbonsavamid CONHTMS N-Trimetilszilil-karbonsavamid
CH2-C=O Karbonil CH=COTMS Trimetilszilil-enoleacuteter
TrimetilszililTrimetilszilil szszaacuteaacutermazrmazeacuteeacutekot adkot adoacuteoacute funkcifunkci oacuteoacutes csoportoks csoportok
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
Aktiacutev hidrogeacutenatom csereacutelıdik ki alkil- (aril-) csoportra
Vegyuumllet keacuteplete Vegyuumllet neve Szaacutermazeacutek keacuteplete Szaacutermazeacutek neveRCOOH Karbonsav RCOOR1 EacuteszterRSO2OH Szulfonsav RSO2OR1 Szulfonsav eacuteszterROH Alkohol ROR1 EacuteterRSH Tioalkohol RSR1 TioeacuteterRNH2 Alkil-amin RN(R1)2 TrialkilaminR2NH Dialkilamin R2NR1 TrialkilaminRCONH2 Karbonsavamid RCONHR1 N-alkil-karbonsavamidRSO2NH2 Szulfonsavamid RSO2N(R1)2 NNrsquo-dialkil-szulfonamidRCOCH2COR β-diketon RCOCH=C(OR1)R β-acil-O-enoleacuteter
R(Ar) X
X = I Br
R = Me Et Pr Bz
+ R1COO- R(Ar) O C R1
O
+ X- Ag2O
NaH BaO
2
C H3N 2 + RC O O- RC O O C H3 + N2
C 2H 5N 2
N 2
RC O O C2H 5
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
1
(CH3)2N CH(O R1)2
R1 = CH3 C2H5 C3H7 C4H9
+ RCOOH
(fenolok amidok tiolok)
RCOOR1 + (CH3)2N CHO + R1OH
N N-dimetil-dialkilacetaacutel
3
Ag2O + alkil-halid
(Cl kisebb aktivitaacutes)
Diazo-alkaacutenokkal
Dialkil-acetaacutelok
Extraktiacutev alkilezeacutes
Savak fenolok alkoholok vagy amidok alkilezeacutese vizes koumlzegben
RCOO- + R4N+ RCOO-R4N
+
RCOO-R4N+
AQ
AQ
RCOO-R4N+
ORG
RCOO-R4N+
ORG+ R1I
RCOOR1 + R4N+I-
PirolitikusPirolitikus alkilezeacutesalkilezeacutes
RCOOH + C6H5(CH3)3N+OH- RCOO-C6H5N
+(CH3)3 + H2O
RCOO-C6H5N+(CH3)3 RCOOCH3 + C6H5N(CH3)2
ArilezeacutesArilezeacutes
NO2
NO2 F + RNH2
RSH
C6H5OH
NO2
NO2 NH R + HF
OximkeacutepzeacutesOximkeacutepzeacutes
C O
R1
R2
F
F F
F
F CH2O NH2+
H2O
F
F F
F
F CH2O N C
R1
R2
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Toumlmegspektrometria (MS)
Alapelve a gaacutezaacutellapotuacute ionizaacutelt molekulaacutekat ezek toumlredeacutekeit (un fragmenseit) vagy bizonyos esetekben az atomokboacutel keacutepzıdoumltt ionokat toumlmeguumlk alapjaacuten szeacutetvaacutelasztja majd mennyiseacutegileg meghataacuterozza
1 mintabevitel eacutes a minta gaacutezaacutellapotba hozaacutesa2 ionizaacutecioacute eacutes bizonyos esetekben fragmentaacutecioacute
3 a keletkezett ionok toumllteacutesegyseacutegre jutoacute toumlmeguumlk szerinti elvaacutelasztaacutesa 4 a szeacutetvaacutelasztott kuumlloumlnboumlzı toumlmegő ionok mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesa
A keacuteszuumlleacutek feleacutepiacuteteacutese
mintabevitel ionforraacutes analizaacutetor detektor
vaacutekuumrendszer
vezeacuterlı- eacutes adatfeldolgozoacute rendszer
Nobel-diacutej 1922 1989 2002
(foto)elektronsokszorozoacute
Atmoszfeacuterikus nyomaacutesuacute ionizaacutecioacutes technikaacutekHPLC-MS
ESI (ElectroSpray Ionization)
APCI (Atmospheric Pressure Chemical Ionization)
nem szuumlkseacuteges ionok jelenleacutete az oldatbanelektromos kisuumlleacutes szekunder ionizaacutecioacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Kedvezıbb tulajdonsaacutegok kialakiacutetaacutesaDetektaacutelhatoacutesaacutegKromatograacutefiaacutes viselkedeacutes
keacutemiai reakcioacute segiacutetseacutegeacutevel megvaacuteltoztatjuk a kiindulaacutesi anyag valamely tulajdonsaacutegaacutet
derivatizaacuteloacuteszer megvaacutelasztaacutesa
molekula szerkezete (funkcioacutes csoportok)detektaacutelaacutes
El kell-e (el lehet-e) vaacutelasztani a maacutetrixtoacutel
Specifikus reakcioacutek egyszerősiacutethetik a mintaelıkeacutesziacuteteacutest ill az elvaacutelasztaacutest
MS csak az utoacutebbi eacutevtizedben vaacutelt megfizethetıveacutekorlaacutetai
bullionizaacutecioacutebulldraacutega
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Gaacutezkromatogaacutefiaacuteban
A mintakomponensek illeacutekonysaacutegaacutenak noumlveleacutese
Az anyagok termikus stabilitaacutesaacutenak noumlveleacutese
Csuacutecsaacutetfedeacutesek csoumlkkenteacutese (retencioacutes idı)
Detektaacutelhatoacutesaacuteg noumlveleacutese
A gaacutezkromatograacutefia bomlaacutes neacutelkuumll gızzeacute ill gaacutezzaacute alakiacutethatoacute vegyuumlletek elvaacutelasztaacutesaacutera eacutes analiacuteziseacutere szolgaacuteloacute moacutedszer
Elvaacutelasztaacutes alapja1 illeacutekonysaacuteg (forraacutespont)2 szerkezet
Illeacutekonysaacuteghıstabilitaacutes
~12 millioacute szerves vegyuumllet jelentıs reacuteszuumlk hıeacuterzeacutekenynagyobb jelentıseacuteggel ~ 50 ezer biacuter jelentıs reacutesze gaacutezkromatografaacutelhatoacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Folyadeacutekkromatograacutefiaacuteban
A detektaacutelaacutes (detektaacutelhatoacutesaacuteg) javiacutetaacutesa
bullkromofoacuterok beeacutepiacuteteacutese (UV-elnyeleacutes noumlveleacutese)
bullfluoreszcens csoportok beeacutepiacuteteacutese
bullkromatograacutefiaacutes viselkedeacutes befolyaacutesolaacutesa
korlaacutetOLDHATOacuteSAacuteG
kromatografaacutelaacutes elıtti (prekolumn)
bullnem kell gyorsnak lennibullnehezen automatizaacutelhatoacute bulla reagens koumlnnyen elvaacutelaszthatoacute legyenbullteljesen veacutegbemenjen
bullreprodukaacutelhatoacutebullgyors legyen
bullreagens ne zavarjonbullteljesen veacutegbemenjen
elvaacutelasztaacutes utaacuteni (posztkolumn)
A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet
GaacutezkromatograacutefisGaacutezkromatograacutefis derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes
1 1 AlkilszililAlkilszilil szaacutermazeacutekokszaacutermazeacutekok
A legaacuteltalaacutenosabban alkalmazott derivatizaacuteloacutereagensek (ldquotrimetilszililezırdquo szerek)
(CH3)3 Si NN
N-trimetilszililimidazol
CH3 C
N
O
Si(CH3)3
Si(CH3)3
NO-bisz-trimetilszililacetamid
Si CH3
CH3
CH3
N
CH3
C
O
CF3
N-metil-N-trimetilszilil-trifluoroacetamid
(CH3)3 Si N(C2H5)2
N-trimetilszilildietilamin
Szililezeacutes Illeacutekonysaacuteg noumlvekedeacutes
GCMSfragmentaacutecioacutes profilkarakterisztikus ionok (nyomanaliacutezis)
R3Si-X + Rrsquo-H R3Si-Rrsquo + X-H
OldoacuteszerekPiridin DMF DMSO THF ACN
SiCH3
CH3
CH3
Cl
Trimetilkloacuterszilaacuten
SiCH3
CH3
CH3
NH Si
CH3
CH3
CH3
Hexametildiszilazaacuten
Vizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi soraVizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi sora
R-OH gt Ph-OH gt RCOOH gt R-NH2 gt R-CONH-R
A A trimetilszilileztrimetilszililez ıı reagensek reaktivitreagensek reaktivitaacuteaacutesi sorasi sora
Trimetilszilil-imidazol gt NO-bisz(trimetilszilil)trifluoracetamid gt NO-bisz(trimetilszilil)acetamid gt Nmdashmetil-N-(trimetilszilil)-
trifluoroacetamid gt N-trimetilszilildietilamin gt N-metil-N-trimetilszilil-acetamid gt trimetilkloacuterszilaacuten gt hexametil-diszilazaacuten
Funkcioacutes csoport Funkcioacutes cs neve Szaacutermazeacutek Szaacutermazeacutek neve
OH Hidroxil OTMS Trimetilszilil-eacuteter
SH Tiol STMS Trimetilszilil-tioeacuteter
COOH Karboxil COOTMS Trimetilszilil-karboxilaacutet
POH Foszfaacutet POTMS Trimetilszilil-foszfaacutet
SOH Szulfaacutet SOTMS Trimetilszilil-szulfaacutet
NOH Nitraacutet NOTMS Trimetilszilil-nitraacutet
BOH Boraacutet BOTMS Trimetilszilil-boraacutet
NH2 Amin NHTMS N(TMS)2
Trimetilszilil-amin
NH Imin NTMS Trimetilszilil-imin
CONH2 Karbonsavamid CONHTMS N-Trimetilszilil-karbonsavamid
CH2-C=O Karbonil CH=COTMS Trimetilszilil-enoleacuteter
TrimetilszililTrimetilszilil szszaacuteaacutermazrmazeacuteeacutekot adkot adoacuteoacute funkcifunkci oacuteoacutes csoportoks csoportok
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
Aktiacutev hidrogeacutenatom csereacutelıdik ki alkil- (aril-) csoportra
Vegyuumllet keacuteplete Vegyuumllet neve Szaacutermazeacutek keacuteplete Szaacutermazeacutek neveRCOOH Karbonsav RCOOR1 EacuteszterRSO2OH Szulfonsav RSO2OR1 Szulfonsav eacuteszterROH Alkohol ROR1 EacuteterRSH Tioalkohol RSR1 TioeacuteterRNH2 Alkil-amin RN(R1)2 TrialkilaminR2NH Dialkilamin R2NR1 TrialkilaminRCONH2 Karbonsavamid RCONHR1 N-alkil-karbonsavamidRSO2NH2 Szulfonsavamid RSO2N(R1)2 NNrsquo-dialkil-szulfonamidRCOCH2COR β-diketon RCOCH=C(OR1)R β-acil-O-enoleacuteter
R(Ar) X
X = I Br
R = Me Et Pr Bz
+ R1COO- R(Ar) O C R1
O
+ X- Ag2O
NaH BaO
2
C H3N 2 + RC O O- RC O O C H3 + N2
C 2H 5N 2
N 2
RC O O C2H 5
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
1
(CH3)2N CH(O R1)2
R1 = CH3 C2H5 C3H7 C4H9
+ RCOOH
(fenolok amidok tiolok)
RCOOR1 + (CH3)2N CHO + R1OH
N N-dimetil-dialkilacetaacutel
3
Ag2O + alkil-halid
(Cl kisebb aktivitaacutes)
Diazo-alkaacutenokkal
Dialkil-acetaacutelok
Extraktiacutev alkilezeacutes
Savak fenolok alkoholok vagy amidok alkilezeacutese vizes koumlzegben
RCOO- + R4N+ RCOO-R4N
+
RCOO-R4N+
AQ
AQ
RCOO-R4N+
ORG
RCOO-R4N+
ORG+ R1I
RCOOR1 + R4N+I-
PirolitikusPirolitikus alkilezeacutesalkilezeacutes
RCOOH + C6H5(CH3)3N+OH- RCOO-C6H5N
+(CH3)3 + H2O
RCOO-C6H5N+(CH3)3 RCOOCH3 + C6H5N(CH3)2
ArilezeacutesArilezeacutes
NO2
NO2 F + RNH2
RSH
C6H5OH
NO2
NO2 NH R + HF
OximkeacutepzeacutesOximkeacutepzeacutes
C O
R1
R2
F
F F
F
F CH2O NH2+
H2O
F
F F
F
F CH2O N C
R1
R2
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
(foto)elektronsokszorozoacute
Atmoszfeacuterikus nyomaacutesuacute ionizaacutecioacutes technikaacutekHPLC-MS
ESI (ElectroSpray Ionization)
APCI (Atmospheric Pressure Chemical Ionization)
nem szuumlkseacuteges ionok jelenleacutete az oldatbanelektromos kisuumlleacutes szekunder ionizaacutecioacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Kedvezıbb tulajdonsaacutegok kialakiacutetaacutesaDetektaacutelhatoacutesaacutegKromatograacutefiaacutes viselkedeacutes
keacutemiai reakcioacute segiacutetseacutegeacutevel megvaacuteltoztatjuk a kiindulaacutesi anyag valamely tulajdonsaacutegaacutet
derivatizaacuteloacuteszer megvaacutelasztaacutesa
molekula szerkezete (funkcioacutes csoportok)detektaacutelaacutes
El kell-e (el lehet-e) vaacutelasztani a maacutetrixtoacutel
Specifikus reakcioacutek egyszerősiacutethetik a mintaelıkeacutesziacuteteacutest ill az elvaacutelasztaacutest
MS csak az utoacutebbi eacutevtizedben vaacutelt megfizethetıveacutekorlaacutetai
bullionizaacutecioacutebulldraacutega
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Gaacutezkromatogaacutefiaacuteban
A mintakomponensek illeacutekonysaacutegaacutenak noumlveleacutese
Az anyagok termikus stabilitaacutesaacutenak noumlveleacutese
Csuacutecsaacutetfedeacutesek csoumlkkenteacutese (retencioacutes idı)
Detektaacutelhatoacutesaacuteg noumlveleacutese
A gaacutezkromatograacutefia bomlaacutes neacutelkuumll gızzeacute ill gaacutezzaacute alakiacutethatoacute vegyuumlletek elvaacutelasztaacutesaacutera eacutes analiacuteziseacutere szolgaacuteloacute moacutedszer
Elvaacutelasztaacutes alapja1 illeacutekonysaacuteg (forraacutespont)2 szerkezet
Illeacutekonysaacuteghıstabilitaacutes
~12 millioacute szerves vegyuumllet jelentıs reacuteszuumlk hıeacuterzeacutekenynagyobb jelentıseacuteggel ~ 50 ezer biacuter jelentıs reacutesze gaacutezkromatografaacutelhatoacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Folyadeacutekkromatograacutefiaacuteban
A detektaacutelaacutes (detektaacutelhatoacutesaacuteg) javiacutetaacutesa
bullkromofoacuterok beeacutepiacuteteacutese (UV-elnyeleacutes noumlveleacutese)
bullfluoreszcens csoportok beeacutepiacuteteacutese
bullkromatograacutefiaacutes viselkedeacutes befolyaacutesolaacutesa
korlaacutetOLDHATOacuteSAacuteG
kromatografaacutelaacutes elıtti (prekolumn)
bullnem kell gyorsnak lennibullnehezen automatizaacutelhatoacute bulla reagens koumlnnyen elvaacutelaszthatoacute legyenbullteljesen veacutegbemenjen
bullreprodukaacutelhatoacutebullgyors legyen
bullreagens ne zavarjonbullteljesen veacutegbemenjen
elvaacutelasztaacutes utaacuteni (posztkolumn)
A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet
GaacutezkromatograacutefisGaacutezkromatograacutefis derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes
1 1 AlkilszililAlkilszilil szaacutermazeacutekokszaacutermazeacutekok
A legaacuteltalaacutenosabban alkalmazott derivatizaacuteloacutereagensek (ldquotrimetilszililezırdquo szerek)
(CH3)3 Si NN
N-trimetilszililimidazol
CH3 C
N
O
Si(CH3)3
Si(CH3)3
NO-bisz-trimetilszililacetamid
Si CH3
CH3
CH3
N
CH3
C
O
CF3
N-metil-N-trimetilszilil-trifluoroacetamid
(CH3)3 Si N(C2H5)2
N-trimetilszilildietilamin
Szililezeacutes Illeacutekonysaacuteg noumlvekedeacutes
GCMSfragmentaacutecioacutes profilkarakterisztikus ionok (nyomanaliacutezis)
R3Si-X + Rrsquo-H R3Si-Rrsquo + X-H
OldoacuteszerekPiridin DMF DMSO THF ACN
SiCH3
CH3
CH3
Cl
Trimetilkloacuterszilaacuten
SiCH3
CH3
CH3
NH Si
CH3
CH3
CH3
Hexametildiszilazaacuten
Vizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi soraVizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi sora
R-OH gt Ph-OH gt RCOOH gt R-NH2 gt R-CONH-R
A A trimetilszilileztrimetilszililez ıı reagensek reaktivitreagensek reaktivitaacuteaacutesi sorasi sora
Trimetilszilil-imidazol gt NO-bisz(trimetilszilil)trifluoracetamid gt NO-bisz(trimetilszilil)acetamid gt Nmdashmetil-N-(trimetilszilil)-
trifluoroacetamid gt N-trimetilszilildietilamin gt N-metil-N-trimetilszilil-acetamid gt trimetilkloacuterszilaacuten gt hexametil-diszilazaacuten
Funkcioacutes csoport Funkcioacutes cs neve Szaacutermazeacutek Szaacutermazeacutek neve
OH Hidroxil OTMS Trimetilszilil-eacuteter
SH Tiol STMS Trimetilszilil-tioeacuteter
COOH Karboxil COOTMS Trimetilszilil-karboxilaacutet
POH Foszfaacutet POTMS Trimetilszilil-foszfaacutet
SOH Szulfaacutet SOTMS Trimetilszilil-szulfaacutet
NOH Nitraacutet NOTMS Trimetilszilil-nitraacutet
BOH Boraacutet BOTMS Trimetilszilil-boraacutet
NH2 Amin NHTMS N(TMS)2
Trimetilszilil-amin
NH Imin NTMS Trimetilszilil-imin
CONH2 Karbonsavamid CONHTMS N-Trimetilszilil-karbonsavamid
CH2-C=O Karbonil CH=COTMS Trimetilszilil-enoleacuteter
TrimetilszililTrimetilszilil szszaacuteaacutermazrmazeacuteeacutekot adkot adoacuteoacute funkcifunkci oacuteoacutes csoportoks csoportok
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
Aktiacutev hidrogeacutenatom csereacutelıdik ki alkil- (aril-) csoportra
Vegyuumllet keacuteplete Vegyuumllet neve Szaacutermazeacutek keacuteplete Szaacutermazeacutek neveRCOOH Karbonsav RCOOR1 EacuteszterRSO2OH Szulfonsav RSO2OR1 Szulfonsav eacuteszterROH Alkohol ROR1 EacuteterRSH Tioalkohol RSR1 TioeacuteterRNH2 Alkil-amin RN(R1)2 TrialkilaminR2NH Dialkilamin R2NR1 TrialkilaminRCONH2 Karbonsavamid RCONHR1 N-alkil-karbonsavamidRSO2NH2 Szulfonsavamid RSO2N(R1)2 NNrsquo-dialkil-szulfonamidRCOCH2COR β-diketon RCOCH=C(OR1)R β-acil-O-enoleacuteter
R(Ar) X
X = I Br
R = Me Et Pr Bz
+ R1COO- R(Ar) O C R1
O
+ X- Ag2O
NaH BaO
2
C H3N 2 + RC O O- RC O O C H3 + N2
C 2H 5N 2
N 2
RC O O C2H 5
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
1
(CH3)2N CH(O R1)2
R1 = CH3 C2H5 C3H7 C4H9
+ RCOOH
(fenolok amidok tiolok)
RCOOR1 + (CH3)2N CHO + R1OH
N N-dimetil-dialkilacetaacutel
3
Ag2O + alkil-halid
(Cl kisebb aktivitaacutes)
Diazo-alkaacutenokkal
Dialkil-acetaacutelok
Extraktiacutev alkilezeacutes
Savak fenolok alkoholok vagy amidok alkilezeacutese vizes koumlzegben
RCOO- + R4N+ RCOO-R4N
+
RCOO-R4N+
AQ
AQ
RCOO-R4N+
ORG
RCOO-R4N+
ORG+ R1I
RCOOR1 + R4N+I-
PirolitikusPirolitikus alkilezeacutesalkilezeacutes
RCOOH + C6H5(CH3)3N+OH- RCOO-C6H5N
+(CH3)3 + H2O
RCOO-C6H5N+(CH3)3 RCOOCH3 + C6H5N(CH3)2
ArilezeacutesArilezeacutes
NO2
NO2 F + RNH2
RSH
C6H5OH
NO2
NO2 NH R + HF
OximkeacutepzeacutesOximkeacutepzeacutes
C O
R1
R2
F
F F
F
F CH2O NH2+
H2O
F
F F
F
F CH2O N C
R1
R2
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Atmoszfeacuterikus nyomaacutesuacute ionizaacutecioacutes technikaacutekHPLC-MS
ESI (ElectroSpray Ionization)
APCI (Atmospheric Pressure Chemical Ionization)
nem szuumlkseacuteges ionok jelenleacutete az oldatbanelektromos kisuumlleacutes szekunder ionizaacutecioacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Kedvezıbb tulajdonsaacutegok kialakiacutetaacutesaDetektaacutelhatoacutesaacutegKromatograacutefiaacutes viselkedeacutes
keacutemiai reakcioacute segiacutetseacutegeacutevel megvaacuteltoztatjuk a kiindulaacutesi anyag valamely tulajdonsaacutegaacutet
derivatizaacuteloacuteszer megvaacutelasztaacutesa
molekula szerkezete (funkcioacutes csoportok)detektaacutelaacutes
El kell-e (el lehet-e) vaacutelasztani a maacutetrixtoacutel
Specifikus reakcioacutek egyszerősiacutethetik a mintaelıkeacutesziacuteteacutest ill az elvaacutelasztaacutest
MS csak az utoacutebbi eacutevtizedben vaacutelt megfizethetıveacutekorlaacutetai
bullionizaacutecioacutebulldraacutega
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Gaacutezkromatogaacutefiaacuteban
A mintakomponensek illeacutekonysaacutegaacutenak noumlveleacutese
Az anyagok termikus stabilitaacutesaacutenak noumlveleacutese
Csuacutecsaacutetfedeacutesek csoumlkkenteacutese (retencioacutes idı)
Detektaacutelhatoacutesaacuteg noumlveleacutese
A gaacutezkromatograacutefia bomlaacutes neacutelkuumll gızzeacute ill gaacutezzaacute alakiacutethatoacute vegyuumlletek elvaacutelasztaacutesaacutera eacutes analiacuteziseacutere szolgaacuteloacute moacutedszer
Elvaacutelasztaacutes alapja1 illeacutekonysaacuteg (forraacutespont)2 szerkezet
Illeacutekonysaacuteghıstabilitaacutes
~12 millioacute szerves vegyuumllet jelentıs reacuteszuumlk hıeacuterzeacutekenynagyobb jelentıseacuteggel ~ 50 ezer biacuter jelentıs reacutesze gaacutezkromatografaacutelhatoacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Folyadeacutekkromatograacutefiaacuteban
A detektaacutelaacutes (detektaacutelhatoacutesaacuteg) javiacutetaacutesa
bullkromofoacuterok beeacutepiacuteteacutese (UV-elnyeleacutes noumlveleacutese)
bullfluoreszcens csoportok beeacutepiacuteteacutese
bullkromatograacutefiaacutes viselkedeacutes befolyaacutesolaacutesa
korlaacutetOLDHATOacuteSAacuteG
kromatografaacutelaacutes elıtti (prekolumn)
bullnem kell gyorsnak lennibullnehezen automatizaacutelhatoacute bulla reagens koumlnnyen elvaacutelaszthatoacute legyenbullteljesen veacutegbemenjen
bullreprodukaacutelhatoacutebullgyors legyen
bullreagens ne zavarjonbullteljesen veacutegbemenjen
elvaacutelasztaacutes utaacuteni (posztkolumn)
A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet
GaacutezkromatograacutefisGaacutezkromatograacutefis derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes
1 1 AlkilszililAlkilszilil szaacutermazeacutekokszaacutermazeacutekok
A legaacuteltalaacutenosabban alkalmazott derivatizaacuteloacutereagensek (ldquotrimetilszililezırdquo szerek)
(CH3)3 Si NN
N-trimetilszililimidazol
CH3 C
N
O
Si(CH3)3
Si(CH3)3
NO-bisz-trimetilszililacetamid
Si CH3
CH3
CH3
N
CH3
C
O
CF3
N-metil-N-trimetilszilil-trifluoroacetamid
(CH3)3 Si N(C2H5)2
N-trimetilszilildietilamin
Szililezeacutes Illeacutekonysaacuteg noumlvekedeacutes
GCMSfragmentaacutecioacutes profilkarakterisztikus ionok (nyomanaliacutezis)
R3Si-X + Rrsquo-H R3Si-Rrsquo + X-H
OldoacuteszerekPiridin DMF DMSO THF ACN
SiCH3
CH3
CH3
Cl
Trimetilkloacuterszilaacuten
SiCH3
CH3
CH3
NH Si
CH3
CH3
CH3
Hexametildiszilazaacuten
Vizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi soraVizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi sora
R-OH gt Ph-OH gt RCOOH gt R-NH2 gt R-CONH-R
A A trimetilszilileztrimetilszililez ıı reagensek reaktivitreagensek reaktivitaacuteaacutesi sorasi sora
Trimetilszilil-imidazol gt NO-bisz(trimetilszilil)trifluoracetamid gt NO-bisz(trimetilszilil)acetamid gt Nmdashmetil-N-(trimetilszilil)-
trifluoroacetamid gt N-trimetilszilildietilamin gt N-metil-N-trimetilszilil-acetamid gt trimetilkloacuterszilaacuten gt hexametil-diszilazaacuten
Funkcioacutes csoport Funkcioacutes cs neve Szaacutermazeacutek Szaacutermazeacutek neve
OH Hidroxil OTMS Trimetilszilil-eacuteter
SH Tiol STMS Trimetilszilil-tioeacuteter
COOH Karboxil COOTMS Trimetilszilil-karboxilaacutet
POH Foszfaacutet POTMS Trimetilszilil-foszfaacutet
SOH Szulfaacutet SOTMS Trimetilszilil-szulfaacutet
NOH Nitraacutet NOTMS Trimetilszilil-nitraacutet
BOH Boraacutet BOTMS Trimetilszilil-boraacutet
NH2 Amin NHTMS N(TMS)2
Trimetilszilil-amin
NH Imin NTMS Trimetilszilil-imin
CONH2 Karbonsavamid CONHTMS N-Trimetilszilil-karbonsavamid
CH2-C=O Karbonil CH=COTMS Trimetilszilil-enoleacuteter
TrimetilszililTrimetilszilil szszaacuteaacutermazrmazeacuteeacutekot adkot adoacuteoacute funkcifunkci oacuteoacutes csoportoks csoportok
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
Aktiacutev hidrogeacutenatom csereacutelıdik ki alkil- (aril-) csoportra
Vegyuumllet keacuteplete Vegyuumllet neve Szaacutermazeacutek keacuteplete Szaacutermazeacutek neveRCOOH Karbonsav RCOOR1 EacuteszterRSO2OH Szulfonsav RSO2OR1 Szulfonsav eacuteszterROH Alkohol ROR1 EacuteterRSH Tioalkohol RSR1 TioeacuteterRNH2 Alkil-amin RN(R1)2 TrialkilaminR2NH Dialkilamin R2NR1 TrialkilaminRCONH2 Karbonsavamid RCONHR1 N-alkil-karbonsavamidRSO2NH2 Szulfonsavamid RSO2N(R1)2 NNrsquo-dialkil-szulfonamidRCOCH2COR β-diketon RCOCH=C(OR1)R β-acil-O-enoleacuteter
R(Ar) X
X = I Br
R = Me Et Pr Bz
+ R1COO- R(Ar) O C R1
O
+ X- Ag2O
NaH BaO
2
C H3N 2 + RC O O- RC O O C H3 + N2
C 2H 5N 2
N 2
RC O O C2H 5
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
1
(CH3)2N CH(O R1)2
R1 = CH3 C2H5 C3H7 C4H9
+ RCOOH
(fenolok amidok tiolok)
RCOOR1 + (CH3)2N CHO + R1OH
N N-dimetil-dialkilacetaacutel
3
Ag2O + alkil-halid
(Cl kisebb aktivitaacutes)
Diazo-alkaacutenokkal
Dialkil-acetaacutelok
Extraktiacutev alkilezeacutes
Savak fenolok alkoholok vagy amidok alkilezeacutese vizes koumlzegben
RCOO- + R4N+ RCOO-R4N
+
RCOO-R4N+
AQ
AQ
RCOO-R4N+
ORG
RCOO-R4N+
ORG+ R1I
RCOOR1 + R4N+I-
PirolitikusPirolitikus alkilezeacutesalkilezeacutes
RCOOH + C6H5(CH3)3N+OH- RCOO-C6H5N
+(CH3)3 + H2O
RCOO-C6H5N+(CH3)3 RCOOCH3 + C6H5N(CH3)2
ArilezeacutesArilezeacutes
NO2
NO2 F + RNH2
RSH
C6H5OH
NO2
NO2 NH R + HF
OximkeacutepzeacutesOximkeacutepzeacutes
C O
R1
R2
F
F F
F
F CH2O NH2+
H2O
F
F F
F
F CH2O N C
R1
R2
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
APCI (Atmospheric Pressure Chemical Ionization)
nem szuumlkseacuteges ionok jelenleacutete az oldatbanelektromos kisuumlleacutes szekunder ionizaacutecioacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Kedvezıbb tulajdonsaacutegok kialakiacutetaacutesaDetektaacutelhatoacutesaacutegKromatograacutefiaacutes viselkedeacutes
keacutemiai reakcioacute segiacutetseacutegeacutevel megvaacuteltoztatjuk a kiindulaacutesi anyag valamely tulajdonsaacutegaacutet
derivatizaacuteloacuteszer megvaacutelasztaacutesa
molekula szerkezete (funkcioacutes csoportok)detektaacutelaacutes
El kell-e (el lehet-e) vaacutelasztani a maacutetrixtoacutel
Specifikus reakcioacutek egyszerősiacutethetik a mintaelıkeacutesziacuteteacutest ill az elvaacutelasztaacutest
MS csak az utoacutebbi eacutevtizedben vaacutelt megfizethetıveacutekorlaacutetai
bullionizaacutecioacutebulldraacutega
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Gaacutezkromatogaacutefiaacuteban
A mintakomponensek illeacutekonysaacutegaacutenak noumlveleacutese
Az anyagok termikus stabilitaacutesaacutenak noumlveleacutese
Csuacutecsaacutetfedeacutesek csoumlkkenteacutese (retencioacutes idı)
Detektaacutelhatoacutesaacuteg noumlveleacutese
A gaacutezkromatograacutefia bomlaacutes neacutelkuumll gızzeacute ill gaacutezzaacute alakiacutethatoacute vegyuumlletek elvaacutelasztaacutesaacutera eacutes analiacuteziseacutere szolgaacuteloacute moacutedszer
Elvaacutelasztaacutes alapja1 illeacutekonysaacuteg (forraacutespont)2 szerkezet
Illeacutekonysaacuteghıstabilitaacutes
~12 millioacute szerves vegyuumllet jelentıs reacuteszuumlk hıeacuterzeacutekenynagyobb jelentıseacuteggel ~ 50 ezer biacuter jelentıs reacutesze gaacutezkromatografaacutelhatoacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Folyadeacutekkromatograacutefiaacuteban
A detektaacutelaacutes (detektaacutelhatoacutesaacuteg) javiacutetaacutesa
bullkromofoacuterok beeacutepiacuteteacutese (UV-elnyeleacutes noumlveleacutese)
bullfluoreszcens csoportok beeacutepiacuteteacutese
bullkromatograacutefiaacutes viselkedeacutes befolyaacutesolaacutesa
korlaacutetOLDHATOacuteSAacuteG
kromatografaacutelaacutes elıtti (prekolumn)
bullnem kell gyorsnak lennibullnehezen automatizaacutelhatoacute bulla reagens koumlnnyen elvaacutelaszthatoacute legyenbullteljesen veacutegbemenjen
bullreprodukaacutelhatoacutebullgyors legyen
bullreagens ne zavarjonbullteljesen veacutegbemenjen
elvaacutelasztaacutes utaacuteni (posztkolumn)
A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet
GaacutezkromatograacutefisGaacutezkromatograacutefis derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes
1 1 AlkilszililAlkilszilil szaacutermazeacutekokszaacutermazeacutekok
A legaacuteltalaacutenosabban alkalmazott derivatizaacuteloacutereagensek (ldquotrimetilszililezırdquo szerek)
(CH3)3 Si NN
N-trimetilszililimidazol
CH3 C
N
O
Si(CH3)3
Si(CH3)3
NO-bisz-trimetilszililacetamid
Si CH3
CH3
CH3
N
CH3
C
O
CF3
N-metil-N-trimetilszilil-trifluoroacetamid
(CH3)3 Si N(C2H5)2
N-trimetilszilildietilamin
Szililezeacutes Illeacutekonysaacuteg noumlvekedeacutes
GCMSfragmentaacutecioacutes profilkarakterisztikus ionok (nyomanaliacutezis)
R3Si-X + Rrsquo-H R3Si-Rrsquo + X-H
OldoacuteszerekPiridin DMF DMSO THF ACN
SiCH3
CH3
CH3
Cl
Trimetilkloacuterszilaacuten
SiCH3
CH3
CH3
NH Si
CH3
CH3
CH3
Hexametildiszilazaacuten
Vizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi soraVizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi sora
R-OH gt Ph-OH gt RCOOH gt R-NH2 gt R-CONH-R
A A trimetilszilileztrimetilszililez ıı reagensek reaktivitreagensek reaktivitaacuteaacutesi sorasi sora
Trimetilszilil-imidazol gt NO-bisz(trimetilszilil)trifluoracetamid gt NO-bisz(trimetilszilil)acetamid gt Nmdashmetil-N-(trimetilszilil)-
trifluoroacetamid gt N-trimetilszilildietilamin gt N-metil-N-trimetilszilil-acetamid gt trimetilkloacuterszilaacuten gt hexametil-diszilazaacuten
Funkcioacutes csoport Funkcioacutes cs neve Szaacutermazeacutek Szaacutermazeacutek neve
OH Hidroxil OTMS Trimetilszilil-eacuteter
SH Tiol STMS Trimetilszilil-tioeacuteter
COOH Karboxil COOTMS Trimetilszilil-karboxilaacutet
POH Foszfaacutet POTMS Trimetilszilil-foszfaacutet
SOH Szulfaacutet SOTMS Trimetilszilil-szulfaacutet
NOH Nitraacutet NOTMS Trimetilszilil-nitraacutet
BOH Boraacutet BOTMS Trimetilszilil-boraacutet
NH2 Amin NHTMS N(TMS)2
Trimetilszilil-amin
NH Imin NTMS Trimetilszilil-imin
CONH2 Karbonsavamid CONHTMS N-Trimetilszilil-karbonsavamid
CH2-C=O Karbonil CH=COTMS Trimetilszilil-enoleacuteter
TrimetilszililTrimetilszilil szszaacuteaacutermazrmazeacuteeacutekot adkot adoacuteoacute funkcifunkci oacuteoacutes csoportoks csoportok
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
Aktiacutev hidrogeacutenatom csereacutelıdik ki alkil- (aril-) csoportra
Vegyuumllet keacuteplete Vegyuumllet neve Szaacutermazeacutek keacuteplete Szaacutermazeacutek neveRCOOH Karbonsav RCOOR1 EacuteszterRSO2OH Szulfonsav RSO2OR1 Szulfonsav eacuteszterROH Alkohol ROR1 EacuteterRSH Tioalkohol RSR1 TioeacuteterRNH2 Alkil-amin RN(R1)2 TrialkilaminR2NH Dialkilamin R2NR1 TrialkilaminRCONH2 Karbonsavamid RCONHR1 N-alkil-karbonsavamidRSO2NH2 Szulfonsavamid RSO2N(R1)2 NNrsquo-dialkil-szulfonamidRCOCH2COR β-diketon RCOCH=C(OR1)R β-acil-O-enoleacuteter
R(Ar) X
X = I Br
R = Me Et Pr Bz
+ R1COO- R(Ar) O C R1
O
+ X- Ag2O
NaH BaO
2
C H3N 2 + RC O O- RC O O C H3 + N2
C 2H 5N 2
N 2
RC O O C2H 5
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
1
(CH3)2N CH(O R1)2
R1 = CH3 C2H5 C3H7 C4H9
+ RCOOH
(fenolok amidok tiolok)
RCOOR1 + (CH3)2N CHO + R1OH
N N-dimetil-dialkilacetaacutel
3
Ag2O + alkil-halid
(Cl kisebb aktivitaacutes)
Diazo-alkaacutenokkal
Dialkil-acetaacutelok
Extraktiacutev alkilezeacutes
Savak fenolok alkoholok vagy amidok alkilezeacutese vizes koumlzegben
RCOO- + R4N+ RCOO-R4N
+
RCOO-R4N+
AQ
AQ
RCOO-R4N+
ORG
RCOO-R4N+
ORG+ R1I
RCOOR1 + R4N+I-
PirolitikusPirolitikus alkilezeacutesalkilezeacutes
RCOOH + C6H5(CH3)3N+OH- RCOO-C6H5N
+(CH3)3 + H2O
RCOO-C6H5N+(CH3)3 RCOOCH3 + C6H5N(CH3)2
ArilezeacutesArilezeacutes
NO2
NO2 F + RNH2
RSH
C6H5OH
NO2
NO2 NH R + HF
OximkeacutepzeacutesOximkeacutepzeacutes
C O
R1
R2
F
F F
F
F CH2O NH2+
H2O
F
F F
F
F CH2O N C
R1
R2
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Kedvezıbb tulajdonsaacutegok kialakiacutetaacutesaDetektaacutelhatoacutesaacutegKromatograacutefiaacutes viselkedeacutes
keacutemiai reakcioacute segiacutetseacutegeacutevel megvaacuteltoztatjuk a kiindulaacutesi anyag valamely tulajdonsaacutegaacutet
derivatizaacuteloacuteszer megvaacutelasztaacutesa
molekula szerkezete (funkcioacutes csoportok)detektaacutelaacutes
El kell-e (el lehet-e) vaacutelasztani a maacutetrixtoacutel
Specifikus reakcioacutek egyszerősiacutethetik a mintaelıkeacutesziacuteteacutest ill az elvaacutelasztaacutest
MS csak az utoacutebbi eacutevtizedben vaacutelt megfizethetıveacutekorlaacutetai
bullionizaacutecioacutebulldraacutega
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Gaacutezkromatogaacutefiaacuteban
A mintakomponensek illeacutekonysaacutegaacutenak noumlveleacutese
Az anyagok termikus stabilitaacutesaacutenak noumlveleacutese
Csuacutecsaacutetfedeacutesek csoumlkkenteacutese (retencioacutes idı)
Detektaacutelhatoacutesaacuteg noumlveleacutese
A gaacutezkromatograacutefia bomlaacutes neacutelkuumll gızzeacute ill gaacutezzaacute alakiacutethatoacute vegyuumlletek elvaacutelasztaacutesaacutera eacutes analiacuteziseacutere szolgaacuteloacute moacutedszer
Elvaacutelasztaacutes alapja1 illeacutekonysaacuteg (forraacutespont)2 szerkezet
Illeacutekonysaacuteghıstabilitaacutes
~12 millioacute szerves vegyuumllet jelentıs reacuteszuumlk hıeacuterzeacutekenynagyobb jelentıseacuteggel ~ 50 ezer biacuter jelentıs reacutesze gaacutezkromatografaacutelhatoacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Folyadeacutekkromatograacutefiaacuteban
A detektaacutelaacutes (detektaacutelhatoacutesaacuteg) javiacutetaacutesa
bullkromofoacuterok beeacutepiacuteteacutese (UV-elnyeleacutes noumlveleacutese)
bullfluoreszcens csoportok beeacutepiacuteteacutese
bullkromatograacutefiaacutes viselkedeacutes befolyaacutesolaacutesa
korlaacutetOLDHATOacuteSAacuteG
kromatografaacutelaacutes elıtti (prekolumn)
bullnem kell gyorsnak lennibullnehezen automatizaacutelhatoacute bulla reagens koumlnnyen elvaacutelaszthatoacute legyenbullteljesen veacutegbemenjen
bullreprodukaacutelhatoacutebullgyors legyen
bullreagens ne zavarjonbullteljesen veacutegbemenjen
elvaacutelasztaacutes utaacuteni (posztkolumn)
A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet
GaacutezkromatograacutefisGaacutezkromatograacutefis derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes
1 1 AlkilszililAlkilszilil szaacutermazeacutekokszaacutermazeacutekok
A legaacuteltalaacutenosabban alkalmazott derivatizaacuteloacutereagensek (ldquotrimetilszililezırdquo szerek)
(CH3)3 Si NN
N-trimetilszililimidazol
CH3 C
N
O
Si(CH3)3
Si(CH3)3
NO-bisz-trimetilszililacetamid
Si CH3
CH3
CH3
N
CH3
C
O
CF3
N-metil-N-trimetilszilil-trifluoroacetamid
(CH3)3 Si N(C2H5)2
N-trimetilszilildietilamin
Szililezeacutes Illeacutekonysaacuteg noumlvekedeacutes
GCMSfragmentaacutecioacutes profilkarakterisztikus ionok (nyomanaliacutezis)
R3Si-X + Rrsquo-H R3Si-Rrsquo + X-H
OldoacuteszerekPiridin DMF DMSO THF ACN
SiCH3
CH3
CH3
Cl
Trimetilkloacuterszilaacuten
SiCH3
CH3
CH3
NH Si
CH3
CH3
CH3
Hexametildiszilazaacuten
Vizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi soraVizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi sora
R-OH gt Ph-OH gt RCOOH gt R-NH2 gt R-CONH-R
A A trimetilszilileztrimetilszililez ıı reagensek reaktivitreagensek reaktivitaacuteaacutesi sorasi sora
Trimetilszilil-imidazol gt NO-bisz(trimetilszilil)trifluoracetamid gt NO-bisz(trimetilszilil)acetamid gt Nmdashmetil-N-(trimetilszilil)-
trifluoroacetamid gt N-trimetilszilildietilamin gt N-metil-N-trimetilszilil-acetamid gt trimetilkloacuterszilaacuten gt hexametil-diszilazaacuten
Funkcioacutes csoport Funkcioacutes cs neve Szaacutermazeacutek Szaacutermazeacutek neve
OH Hidroxil OTMS Trimetilszilil-eacuteter
SH Tiol STMS Trimetilszilil-tioeacuteter
COOH Karboxil COOTMS Trimetilszilil-karboxilaacutet
POH Foszfaacutet POTMS Trimetilszilil-foszfaacutet
SOH Szulfaacutet SOTMS Trimetilszilil-szulfaacutet
NOH Nitraacutet NOTMS Trimetilszilil-nitraacutet
BOH Boraacutet BOTMS Trimetilszilil-boraacutet
NH2 Amin NHTMS N(TMS)2
Trimetilszilil-amin
NH Imin NTMS Trimetilszilil-imin
CONH2 Karbonsavamid CONHTMS N-Trimetilszilil-karbonsavamid
CH2-C=O Karbonil CH=COTMS Trimetilszilil-enoleacuteter
TrimetilszililTrimetilszilil szszaacuteaacutermazrmazeacuteeacutekot adkot adoacuteoacute funkcifunkci oacuteoacutes csoportoks csoportok
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
Aktiacutev hidrogeacutenatom csereacutelıdik ki alkil- (aril-) csoportra
Vegyuumllet keacuteplete Vegyuumllet neve Szaacutermazeacutek keacuteplete Szaacutermazeacutek neveRCOOH Karbonsav RCOOR1 EacuteszterRSO2OH Szulfonsav RSO2OR1 Szulfonsav eacuteszterROH Alkohol ROR1 EacuteterRSH Tioalkohol RSR1 TioeacuteterRNH2 Alkil-amin RN(R1)2 TrialkilaminR2NH Dialkilamin R2NR1 TrialkilaminRCONH2 Karbonsavamid RCONHR1 N-alkil-karbonsavamidRSO2NH2 Szulfonsavamid RSO2N(R1)2 NNrsquo-dialkil-szulfonamidRCOCH2COR β-diketon RCOCH=C(OR1)R β-acil-O-enoleacuteter
R(Ar) X
X = I Br
R = Me Et Pr Bz
+ R1COO- R(Ar) O C R1
O
+ X- Ag2O
NaH BaO
2
C H3N 2 + RC O O- RC O O C H3 + N2
C 2H 5N 2
N 2
RC O O C2H 5
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
1
(CH3)2N CH(O R1)2
R1 = CH3 C2H5 C3H7 C4H9
+ RCOOH
(fenolok amidok tiolok)
RCOOR1 + (CH3)2N CHO + R1OH
N N-dimetil-dialkilacetaacutel
3
Ag2O + alkil-halid
(Cl kisebb aktivitaacutes)
Diazo-alkaacutenokkal
Dialkil-acetaacutelok
Extraktiacutev alkilezeacutes
Savak fenolok alkoholok vagy amidok alkilezeacutese vizes koumlzegben
RCOO- + R4N+ RCOO-R4N
+
RCOO-R4N+
AQ
AQ
RCOO-R4N+
ORG
RCOO-R4N+
ORG+ R1I
RCOOR1 + R4N+I-
PirolitikusPirolitikus alkilezeacutesalkilezeacutes
RCOOH + C6H5(CH3)3N+OH- RCOO-C6H5N
+(CH3)3 + H2O
RCOO-C6H5N+(CH3)3 RCOOCH3 + C6H5N(CH3)2
ArilezeacutesArilezeacutes
NO2
NO2 F + RNH2
RSH
C6H5OH
NO2
NO2 NH R + HF
OximkeacutepzeacutesOximkeacutepzeacutes
C O
R1
R2
F
F F
F
F CH2O NH2+
H2O
F
F F
F
F CH2O N C
R1
R2
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Gaacutezkromatogaacutefiaacuteban
A mintakomponensek illeacutekonysaacutegaacutenak noumlveleacutese
Az anyagok termikus stabilitaacutesaacutenak noumlveleacutese
Csuacutecsaacutetfedeacutesek csoumlkkenteacutese (retencioacutes idı)
Detektaacutelhatoacutesaacuteg noumlveleacutese
A gaacutezkromatograacutefia bomlaacutes neacutelkuumll gızzeacute ill gaacutezzaacute alakiacutethatoacute vegyuumlletek elvaacutelasztaacutesaacutera eacutes analiacuteziseacutere szolgaacuteloacute moacutedszer
Elvaacutelasztaacutes alapja1 illeacutekonysaacuteg (forraacutespont)2 szerkezet
Illeacutekonysaacuteghıstabilitaacutes
~12 millioacute szerves vegyuumllet jelentıs reacuteszuumlk hıeacuterzeacutekenynagyobb jelentıseacuteggel ~ 50 ezer biacuter jelentıs reacutesze gaacutezkromatografaacutelhatoacute
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Folyadeacutekkromatograacutefiaacuteban
A detektaacutelaacutes (detektaacutelhatoacutesaacuteg) javiacutetaacutesa
bullkromofoacuterok beeacutepiacuteteacutese (UV-elnyeleacutes noumlveleacutese)
bullfluoreszcens csoportok beeacutepiacuteteacutese
bullkromatograacutefiaacutes viselkedeacutes befolyaacutesolaacutesa
korlaacutetOLDHATOacuteSAacuteG
kromatografaacutelaacutes elıtti (prekolumn)
bullnem kell gyorsnak lennibullnehezen automatizaacutelhatoacute bulla reagens koumlnnyen elvaacutelaszthatoacute legyenbullteljesen veacutegbemenjen
bullreprodukaacutelhatoacutebullgyors legyen
bullreagens ne zavarjonbullteljesen veacutegbemenjen
elvaacutelasztaacutes utaacuteni (posztkolumn)
A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet
GaacutezkromatograacutefisGaacutezkromatograacutefis derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes
1 1 AlkilszililAlkilszilil szaacutermazeacutekokszaacutermazeacutekok
A legaacuteltalaacutenosabban alkalmazott derivatizaacuteloacutereagensek (ldquotrimetilszililezırdquo szerek)
(CH3)3 Si NN
N-trimetilszililimidazol
CH3 C
N
O
Si(CH3)3
Si(CH3)3
NO-bisz-trimetilszililacetamid
Si CH3
CH3
CH3
N
CH3
C
O
CF3
N-metil-N-trimetilszilil-trifluoroacetamid
(CH3)3 Si N(C2H5)2
N-trimetilszilildietilamin
Szililezeacutes Illeacutekonysaacuteg noumlvekedeacutes
GCMSfragmentaacutecioacutes profilkarakterisztikus ionok (nyomanaliacutezis)
R3Si-X + Rrsquo-H R3Si-Rrsquo + X-H
OldoacuteszerekPiridin DMF DMSO THF ACN
SiCH3
CH3
CH3
Cl
Trimetilkloacuterszilaacuten
SiCH3
CH3
CH3
NH Si
CH3
CH3
CH3
Hexametildiszilazaacuten
Vizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi soraVizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi sora
R-OH gt Ph-OH gt RCOOH gt R-NH2 gt R-CONH-R
A A trimetilszilileztrimetilszililez ıı reagensek reaktivitreagensek reaktivitaacuteaacutesi sorasi sora
Trimetilszilil-imidazol gt NO-bisz(trimetilszilil)trifluoracetamid gt NO-bisz(trimetilszilil)acetamid gt Nmdashmetil-N-(trimetilszilil)-
trifluoroacetamid gt N-trimetilszilildietilamin gt N-metil-N-trimetilszilil-acetamid gt trimetilkloacuterszilaacuten gt hexametil-diszilazaacuten
Funkcioacutes csoport Funkcioacutes cs neve Szaacutermazeacutek Szaacutermazeacutek neve
OH Hidroxil OTMS Trimetilszilil-eacuteter
SH Tiol STMS Trimetilszilil-tioeacuteter
COOH Karboxil COOTMS Trimetilszilil-karboxilaacutet
POH Foszfaacutet POTMS Trimetilszilil-foszfaacutet
SOH Szulfaacutet SOTMS Trimetilszilil-szulfaacutet
NOH Nitraacutet NOTMS Trimetilszilil-nitraacutet
BOH Boraacutet BOTMS Trimetilszilil-boraacutet
NH2 Amin NHTMS N(TMS)2
Trimetilszilil-amin
NH Imin NTMS Trimetilszilil-imin
CONH2 Karbonsavamid CONHTMS N-Trimetilszilil-karbonsavamid
CH2-C=O Karbonil CH=COTMS Trimetilszilil-enoleacuteter
TrimetilszililTrimetilszilil szszaacuteaacutermazrmazeacuteeacutekot adkot adoacuteoacute funkcifunkci oacuteoacutes csoportoks csoportok
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
Aktiacutev hidrogeacutenatom csereacutelıdik ki alkil- (aril-) csoportra
Vegyuumllet keacuteplete Vegyuumllet neve Szaacutermazeacutek keacuteplete Szaacutermazeacutek neveRCOOH Karbonsav RCOOR1 EacuteszterRSO2OH Szulfonsav RSO2OR1 Szulfonsav eacuteszterROH Alkohol ROR1 EacuteterRSH Tioalkohol RSR1 TioeacuteterRNH2 Alkil-amin RN(R1)2 TrialkilaminR2NH Dialkilamin R2NR1 TrialkilaminRCONH2 Karbonsavamid RCONHR1 N-alkil-karbonsavamidRSO2NH2 Szulfonsavamid RSO2N(R1)2 NNrsquo-dialkil-szulfonamidRCOCH2COR β-diketon RCOCH=C(OR1)R β-acil-O-enoleacuteter
R(Ar) X
X = I Br
R = Me Et Pr Bz
+ R1COO- R(Ar) O C R1
O
+ X- Ag2O
NaH BaO
2
C H3N 2 + RC O O- RC O O C H3 + N2
C 2H 5N 2
N 2
RC O O C2H 5
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
1
(CH3)2N CH(O R1)2
R1 = CH3 C2H5 C3H7 C4H9
+ RCOOH
(fenolok amidok tiolok)
RCOOR1 + (CH3)2N CHO + R1OH
N N-dimetil-dialkilacetaacutel
3
Ag2O + alkil-halid
(Cl kisebb aktivitaacutes)
Diazo-alkaacutenokkal
Dialkil-acetaacutelok
Extraktiacutev alkilezeacutes
Savak fenolok alkoholok vagy amidok alkilezeacutese vizes koumlzegben
RCOO- + R4N+ RCOO-R4N
+
RCOO-R4N+
AQ
AQ
RCOO-R4N+
ORG
RCOO-R4N+
ORG+ R1I
RCOOR1 + R4N+I-
PirolitikusPirolitikus alkilezeacutesalkilezeacutes
RCOOH + C6H5(CH3)3N+OH- RCOO-C6H5N
+(CH3)3 + H2O
RCOO-C6H5N+(CH3)3 RCOOCH3 + C6H5N(CH3)2
ArilezeacutesArilezeacutes
NO2
NO2 F + RNH2
RSH
C6H5OH
NO2
NO2 NH R + HF
OximkeacutepzeacutesOximkeacutepzeacutes
C O
R1
R2
F
F F
F
F CH2O NH2+
H2O
F
F F
F
F CH2O N C
R1
R2
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes (derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes) a kromatograacutefiaacuteban) a kromatograacutefiaacuteban
Folyadeacutekkromatograacutefiaacuteban
A detektaacutelaacutes (detektaacutelhatoacutesaacuteg) javiacutetaacutesa
bullkromofoacuterok beeacutepiacuteteacutese (UV-elnyeleacutes noumlveleacutese)
bullfluoreszcens csoportok beeacutepiacuteteacutese
bullkromatograacutefiaacutes viselkedeacutes befolyaacutesolaacutesa
korlaacutetOLDHATOacuteSAacuteG
kromatografaacutelaacutes elıtti (prekolumn)
bullnem kell gyorsnak lennibullnehezen automatizaacutelhatoacute bulla reagens koumlnnyen elvaacutelaszthatoacute legyenbullteljesen veacutegbemenjen
bullreprodukaacutelhatoacutebullgyors legyen
bullreagens ne zavarjonbullteljesen veacutegbemenjen
elvaacutelasztaacutes utaacuteni (posztkolumn)
A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet
GaacutezkromatograacutefisGaacutezkromatograacutefis derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes
1 1 AlkilszililAlkilszilil szaacutermazeacutekokszaacutermazeacutekok
A legaacuteltalaacutenosabban alkalmazott derivatizaacuteloacutereagensek (ldquotrimetilszililezırdquo szerek)
(CH3)3 Si NN
N-trimetilszililimidazol
CH3 C
N
O
Si(CH3)3
Si(CH3)3
NO-bisz-trimetilszililacetamid
Si CH3
CH3
CH3
N
CH3
C
O
CF3
N-metil-N-trimetilszilil-trifluoroacetamid
(CH3)3 Si N(C2H5)2
N-trimetilszilildietilamin
Szililezeacutes Illeacutekonysaacuteg noumlvekedeacutes
GCMSfragmentaacutecioacutes profilkarakterisztikus ionok (nyomanaliacutezis)
R3Si-X + Rrsquo-H R3Si-Rrsquo + X-H
OldoacuteszerekPiridin DMF DMSO THF ACN
SiCH3
CH3
CH3
Cl
Trimetilkloacuterszilaacuten
SiCH3
CH3
CH3
NH Si
CH3
CH3
CH3
Hexametildiszilazaacuten
Vizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi soraVizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi sora
R-OH gt Ph-OH gt RCOOH gt R-NH2 gt R-CONH-R
A A trimetilszilileztrimetilszililez ıı reagensek reaktivitreagensek reaktivitaacuteaacutesi sorasi sora
Trimetilszilil-imidazol gt NO-bisz(trimetilszilil)trifluoracetamid gt NO-bisz(trimetilszilil)acetamid gt Nmdashmetil-N-(trimetilszilil)-
trifluoroacetamid gt N-trimetilszilildietilamin gt N-metil-N-trimetilszilil-acetamid gt trimetilkloacuterszilaacuten gt hexametil-diszilazaacuten
Funkcioacutes csoport Funkcioacutes cs neve Szaacutermazeacutek Szaacutermazeacutek neve
OH Hidroxil OTMS Trimetilszilil-eacuteter
SH Tiol STMS Trimetilszilil-tioeacuteter
COOH Karboxil COOTMS Trimetilszilil-karboxilaacutet
POH Foszfaacutet POTMS Trimetilszilil-foszfaacutet
SOH Szulfaacutet SOTMS Trimetilszilil-szulfaacutet
NOH Nitraacutet NOTMS Trimetilszilil-nitraacutet
BOH Boraacutet BOTMS Trimetilszilil-boraacutet
NH2 Amin NHTMS N(TMS)2
Trimetilszilil-amin
NH Imin NTMS Trimetilszilil-imin
CONH2 Karbonsavamid CONHTMS N-Trimetilszilil-karbonsavamid
CH2-C=O Karbonil CH=COTMS Trimetilszilil-enoleacuteter
TrimetilszililTrimetilszilil szszaacuteaacutermazrmazeacuteeacutekot adkot adoacuteoacute funkcifunkci oacuteoacutes csoportoks csoportok
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
Aktiacutev hidrogeacutenatom csereacutelıdik ki alkil- (aril-) csoportra
Vegyuumllet keacuteplete Vegyuumllet neve Szaacutermazeacutek keacuteplete Szaacutermazeacutek neveRCOOH Karbonsav RCOOR1 EacuteszterRSO2OH Szulfonsav RSO2OR1 Szulfonsav eacuteszterROH Alkohol ROR1 EacuteterRSH Tioalkohol RSR1 TioeacuteterRNH2 Alkil-amin RN(R1)2 TrialkilaminR2NH Dialkilamin R2NR1 TrialkilaminRCONH2 Karbonsavamid RCONHR1 N-alkil-karbonsavamidRSO2NH2 Szulfonsavamid RSO2N(R1)2 NNrsquo-dialkil-szulfonamidRCOCH2COR β-diketon RCOCH=C(OR1)R β-acil-O-enoleacuteter
R(Ar) X
X = I Br
R = Me Et Pr Bz
+ R1COO- R(Ar) O C R1
O
+ X- Ag2O
NaH BaO
2
C H3N 2 + RC O O- RC O O C H3 + N2
C 2H 5N 2
N 2
RC O O C2H 5
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
1
(CH3)2N CH(O R1)2
R1 = CH3 C2H5 C3H7 C4H9
+ RCOOH
(fenolok amidok tiolok)
RCOOR1 + (CH3)2N CHO + R1OH
N N-dimetil-dialkilacetaacutel
3
Ag2O + alkil-halid
(Cl kisebb aktivitaacutes)
Diazo-alkaacutenokkal
Dialkil-acetaacutelok
Extraktiacutev alkilezeacutes
Savak fenolok alkoholok vagy amidok alkilezeacutese vizes koumlzegben
RCOO- + R4N+ RCOO-R4N
+
RCOO-R4N+
AQ
AQ
RCOO-R4N+
ORG
RCOO-R4N+
ORG+ R1I
RCOOR1 + R4N+I-
PirolitikusPirolitikus alkilezeacutesalkilezeacutes
RCOOH + C6H5(CH3)3N+OH- RCOO-C6H5N
+(CH3)3 + H2O
RCOO-C6H5N+(CH3)3 RCOOCH3 + C6H5N(CH3)2
ArilezeacutesArilezeacutes
NO2
NO2 F + RNH2
RSH
C6H5OH
NO2
NO2 NH R + HF
OximkeacutepzeacutesOximkeacutepzeacutes
C O
R1
R2
F
F F
F
F CH2O NH2+
H2O
F
F F
F
F CH2O N C
R1
R2
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
kromatografaacutelaacutes elıtti (prekolumn)
bullnem kell gyorsnak lennibullnehezen automatizaacutelhatoacute bulla reagens koumlnnyen elvaacutelaszthatoacute legyenbullteljesen veacutegbemenjen
bullreprodukaacutelhatoacutebullgyors legyen
bullreagens ne zavarjonbullteljesen veacutegbemenjen
elvaacutelasztaacutes utaacuteni (posztkolumn)
A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet A szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes lehet
GaacutezkromatograacutefisGaacutezkromatograacutefis derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes
1 1 AlkilszililAlkilszilil szaacutermazeacutekokszaacutermazeacutekok
A legaacuteltalaacutenosabban alkalmazott derivatizaacuteloacutereagensek (ldquotrimetilszililezırdquo szerek)
(CH3)3 Si NN
N-trimetilszililimidazol
CH3 C
N
O
Si(CH3)3
Si(CH3)3
NO-bisz-trimetilszililacetamid
Si CH3
CH3
CH3
N
CH3
C
O
CF3
N-metil-N-trimetilszilil-trifluoroacetamid
(CH3)3 Si N(C2H5)2
N-trimetilszilildietilamin
Szililezeacutes Illeacutekonysaacuteg noumlvekedeacutes
GCMSfragmentaacutecioacutes profilkarakterisztikus ionok (nyomanaliacutezis)
R3Si-X + Rrsquo-H R3Si-Rrsquo + X-H
OldoacuteszerekPiridin DMF DMSO THF ACN
SiCH3
CH3
CH3
Cl
Trimetilkloacuterszilaacuten
SiCH3
CH3
CH3
NH Si
CH3
CH3
CH3
Hexametildiszilazaacuten
Vizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi soraVizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi sora
R-OH gt Ph-OH gt RCOOH gt R-NH2 gt R-CONH-R
A A trimetilszilileztrimetilszililez ıı reagensek reaktivitreagensek reaktivitaacuteaacutesi sorasi sora
Trimetilszilil-imidazol gt NO-bisz(trimetilszilil)trifluoracetamid gt NO-bisz(trimetilszilil)acetamid gt Nmdashmetil-N-(trimetilszilil)-
trifluoroacetamid gt N-trimetilszilildietilamin gt N-metil-N-trimetilszilil-acetamid gt trimetilkloacuterszilaacuten gt hexametil-diszilazaacuten
Funkcioacutes csoport Funkcioacutes cs neve Szaacutermazeacutek Szaacutermazeacutek neve
OH Hidroxil OTMS Trimetilszilil-eacuteter
SH Tiol STMS Trimetilszilil-tioeacuteter
COOH Karboxil COOTMS Trimetilszilil-karboxilaacutet
POH Foszfaacutet POTMS Trimetilszilil-foszfaacutet
SOH Szulfaacutet SOTMS Trimetilszilil-szulfaacutet
NOH Nitraacutet NOTMS Trimetilszilil-nitraacutet
BOH Boraacutet BOTMS Trimetilszilil-boraacutet
NH2 Amin NHTMS N(TMS)2
Trimetilszilil-amin
NH Imin NTMS Trimetilszilil-imin
CONH2 Karbonsavamid CONHTMS N-Trimetilszilil-karbonsavamid
CH2-C=O Karbonil CH=COTMS Trimetilszilil-enoleacuteter
TrimetilszililTrimetilszilil szszaacuteaacutermazrmazeacuteeacutekot adkot adoacuteoacute funkcifunkci oacuteoacutes csoportoks csoportok
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
Aktiacutev hidrogeacutenatom csereacutelıdik ki alkil- (aril-) csoportra
Vegyuumllet keacuteplete Vegyuumllet neve Szaacutermazeacutek keacuteplete Szaacutermazeacutek neveRCOOH Karbonsav RCOOR1 EacuteszterRSO2OH Szulfonsav RSO2OR1 Szulfonsav eacuteszterROH Alkohol ROR1 EacuteterRSH Tioalkohol RSR1 TioeacuteterRNH2 Alkil-amin RN(R1)2 TrialkilaminR2NH Dialkilamin R2NR1 TrialkilaminRCONH2 Karbonsavamid RCONHR1 N-alkil-karbonsavamidRSO2NH2 Szulfonsavamid RSO2N(R1)2 NNrsquo-dialkil-szulfonamidRCOCH2COR β-diketon RCOCH=C(OR1)R β-acil-O-enoleacuteter
R(Ar) X
X = I Br
R = Me Et Pr Bz
+ R1COO- R(Ar) O C R1
O
+ X- Ag2O
NaH BaO
2
C H3N 2 + RC O O- RC O O C H3 + N2
C 2H 5N 2
N 2
RC O O C2H 5
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
1
(CH3)2N CH(O R1)2
R1 = CH3 C2H5 C3H7 C4H9
+ RCOOH
(fenolok amidok tiolok)
RCOOR1 + (CH3)2N CHO + R1OH
N N-dimetil-dialkilacetaacutel
3
Ag2O + alkil-halid
(Cl kisebb aktivitaacutes)
Diazo-alkaacutenokkal
Dialkil-acetaacutelok
Extraktiacutev alkilezeacutes
Savak fenolok alkoholok vagy amidok alkilezeacutese vizes koumlzegben
RCOO- + R4N+ RCOO-R4N
+
RCOO-R4N+
AQ
AQ
RCOO-R4N+
ORG
RCOO-R4N+
ORG+ R1I
RCOOR1 + R4N+I-
PirolitikusPirolitikus alkilezeacutesalkilezeacutes
RCOOH + C6H5(CH3)3N+OH- RCOO-C6H5N
+(CH3)3 + H2O
RCOO-C6H5N+(CH3)3 RCOOCH3 + C6H5N(CH3)2
ArilezeacutesArilezeacutes
NO2
NO2 F + RNH2
RSH
C6H5OH
NO2
NO2 NH R + HF
OximkeacutepzeacutesOximkeacutepzeacutes
C O
R1
R2
F
F F
F
F CH2O NH2+
H2O
F
F F
F
F CH2O N C
R1
R2
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
GaacutezkromatograacutefisGaacutezkromatograacutefis derivatizaacutelaacutesderivatizaacutelaacutes
1 1 AlkilszililAlkilszilil szaacutermazeacutekokszaacutermazeacutekok
A legaacuteltalaacutenosabban alkalmazott derivatizaacuteloacutereagensek (ldquotrimetilszililezırdquo szerek)
(CH3)3 Si NN
N-trimetilszililimidazol
CH3 C
N
O
Si(CH3)3
Si(CH3)3
NO-bisz-trimetilszililacetamid
Si CH3
CH3
CH3
N
CH3
C
O
CF3
N-metil-N-trimetilszilil-trifluoroacetamid
(CH3)3 Si N(C2H5)2
N-trimetilszilildietilamin
Szililezeacutes Illeacutekonysaacuteg noumlvekedeacutes
GCMSfragmentaacutecioacutes profilkarakterisztikus ionok (nyomanaliacutezis)
R3Si-X + Rrsquo-H R3Si-Rrsquo + X-H
OldoacuteszerekPiridin DMF DMSO THF ACN
SiCH3
CH3
CH3
Cl
Trimetilkloacuterszilaacuten
SiCH3
CH3
CH3
NH Si
CH3
CH3
CH3
Hexametildiszilazaacuten
Vizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi soraVizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi sora
R-OH gt Ph-OH gt RCOOH gt R-NH2 gt R-CONH-R
A A trimetilszilileztrimetilszililez ıı reagensek reaktivitreagensek reaktivitaacuteaacutesi sorasi sora
Trimetilszilil-imidazol gt NO-bisz(trimetilszilil)trifluoracetamid gt NO-bisz(trimetilszilil)acetamid gt Nmdashmetil-N-(trimetilszilil)-
trifluoroacetamid gt N-trimetilszilildietilamin gt N-metil-N-trimetilszilil-acetamid gt trimetilkloacuterszilaacuten gt hexametil-diszilazaacuten
Funkcioacutes csoport Funkcioacutes cs neve Szaacutermazeacutek Szaacutermazeacutek neve
OH Hidroxil OTMS Trimetilszilil-eacuteter
SH Tiol STMS Trimetilszilil-tioeacuteter
COOH Karboxil COOTMS Trimetilszilil-karboxilaacutet
POH Foszfaacutet POTMS Trimetilszilil-foszfaacutet
SOH Szulfaacutet SOTMS Trimetilszilil-szulfaacutet
NOH Nitraacutet NOTMS Trimetilszilil-nitraacutet
BOH Boraacutet BOTMS Trimetilszilil-boraacutet
NH2 Amin NHTMS N(TMS)2
Trimetilszilil-amin
NH Imin NTMS Trimetilszilil-imin
CONH2 Karbonsavamid CONHTMS N-Trimetilszilil-karbonsavamid
CH2-C=O Karbonil CH=COTMS Trimetilszilil-enoleacuteter
TrimetilszililTrimetilszilil szszaacuteaacutermazrmazeacuteeacutekot adkot adoacuteoacute funkcifunkci oacuteoacutes csoportoks csoportok
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
Aktiacutev hidrogeacutenatom csereacutelıdik ki alkil- (aril-) csoportra
Vegyuumllet keacuteplete Vegyuumllet neve Szaacutermazeacutek keacuteplete Szaacutermazeacutek neveRCOOH Karbonsav RCOOR1 EacuteszterRSO2OH Szulfonsav RSO2OR1 Szulfonsav eacuteszterROH Alkohol ROR1 EacuteterRSH Tioalkohol RSR1 TioeacuteterRNH2 Alkil-amin RN(R1)2 TrialkilaminR2NH Dialkilamin R2NR1 TrialkilaminRCONH2 Karbonsavamid RCONHR1 N-alkil-karbonsavamidRSO2NH2 Szulfonsavamid RSO2N(R1)2 NNrsquo-dialkil-szulfonamidRCOCH2COR β-diketon RCOCH=C(OR1)R β-acil-O-enoleacuteter
R(Ar) X
X = I Br
R = Me Et Pr Bz
+ R1COO- R(Ar) O C R1
O
+ X- Ag2O
NaH BaO
2
C H3N 2 + RC O O- RC O O C H3 + N2
C 2H 5N 2
N 2
RC O O C2H 5
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
1
(CH3)2N CH(O R1)2
R1 = CH3 C2H5 C3H7 C4H9
+ RCOOH
(fenolok amidok tiolok)
RCOOR1 + (CH3)2N CHO + R1OH
N N-dimetil-dialkilacetaacutel
3
Ag2O + alkil-halid
(Cl kisebb aktivitaacutes)
Diazo-alkaacutenokkal
Dialkil-acetaacutelok
Extraktiacutev alkilezeacutes
Savak fenolok alkoholok vagy amidok alkilezeacutese vizes koumlzegben
RCOO- + R4N+ RCOO-R4N
+
RCOO-R4N+
AQ
AQ
RCOO-R4N+
ORG
RCOO-R4N+
ORG+ R1I
RCOOR1 + R4N+I-
PirolitikusPirolitikus alkilezeacutesalkilezeacutes
RCOOH + C6H5(CH3)3N+OH- RCOO-C6H5N
+(CH3)3 + H2O
RCOO-C6H5N+(CH3)3 RCOOCH3 + C6H5N(CH3)2
ArilezeacutesArilezeacutes
NO2
NO2 F + RNH2
RSH
C6H5OH
NO2
NO2 NH R + HF
OximkeacutepzeacutesOximkeacutepzeacutes
C O
R1
R2
F
F F
F
F CH2O NH2+
H2O
F
F F
F
F CH2O N C
R1
R2
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
SiCH3
CH3
CH3
Cl
Trimetilkloacuterszilaacuten
SiCH3
CH3
CH3
NH Si
CH3
CH3
CH3
Hexametildiszilazaacuten
Vizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi soraVizsgaacutelandoacute vegyuumlletek reaktivitaacutesi sora
R-OH gt Ph-OH gt RCOOH gt R-NH2 gt R-CONH-R
A A trimetilszilileztrimetilszililez ıı reagensek reaktivitreagensek reaktivitaacuteaacutesi sorasi sora
Trimetilszilil-imidazol gt NO-bisz(trimetilszilil)trifluoracetamid gt NO-bisz(trimetilszilil)acetamid gt Nmdashmetil-N-(trimetilszilil)-
trifluoroacetamid gt N-trimetilszilildietilamin gt N-metil-N-trimetilszilil-acetamid gt trimetilkloacuterszilaacuten gt hexametil-diszilazaacuten
Funkcioacutes csoport Funkcioacutes cs neve Szaacutermazeacutek Szaacutermazeacutek neve
OH Hidroxil OTMS Trimetilszilil-eacuteter
SH Tiol STMS Trimetilszilil-tioeacuteter
COOH Karboxil COOTMS Trimetilszilil-karboxilaacutet
POH Foszfaacutet POTMS Trimetilszilil-foszfaacutet
SOH Szulfaacutet SOTMS Trimetilszilil-szulfaacutet
NOH Nitraacutet NOTMS Trimetilszilil-nitraacutet
BOH Boraacutet BOTMS Trimetilszilil-boraacutet
NH2 Amin NHTMS N(TMS)2
Trimetilszilil-amin
NH Imin NTMS Trimetilszilil-imin
CONH2 Karbonsavamid CONHTMS N-Trimetilszilil-karbonsavamid
CH2-C=O Karbonil CH=COTMS Trimetilszilil-enoleacuteter
TrimetilszililTrimetilszilil szszaacuteaacutermazrmazeacuteeacutekot adkot adoacuteoacute funkcifunkci oacuteoacutes csoportoks csoportok
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
Aktiacutev hidrogeacutenatom csereacutelıdik ki alkil- (aril-) csoportra
Vegyuumllet keacuteplete Vegyuumllet neve Szaacutermazeacutek keacuteplete Szaacutermazeacutek neveRCOOH Karbonsav RCOOR1 EacuteszterRSO2OH Szulfonsav RSO2OR1 Szulfonsav eacuteszterROH Alkohol ROR1 EacuteterRSH Tioalkohol RSR1 TioeacuteterRNH2 Alkil-amin RN(R1)2 TrialkilaminR2NH Dialkilamin R2NR1 TrialkilaminRCONH2 Karbonsavamid RCONHR1 N-alkil-karbonsavamidRSO2NH2 Szulfonsavamid RSO2N(R1)2 NNrsquo-dialkil-szulfonamidRCOCH2COR β-diketon RCOCH=C(OR1)R β-acil-O-enoleacuteter
R(Ar) X
X = I Br
R = Me Et Pr Bz
+ R1COO- R(Ar) O C R1
O
+ X- Ag2O
NaH BaO
2
C H3N 2 + RC O O- RC O O C H3 + N2
C 2H 5N 2
N 2
RC O O C2H 5
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
1
(CH3)2N CH(O R1)2
R1 = CH3 C2H5 C3H7 C4H9
+ RCOOH
(fenolok amidok tiolok)
RCOOR1 + (CH3)2N CHO + R1OH
N N-dimetil-dialkilacetaacutel
3
Ag2O + alkil-halid
(Cl kisebb aktivitaacutes)
Diazo-alkaacutenokkal
Dialkil-acetaacutelok
Extraktiacutev alkilezeacutes
Savak fenolok alkoholok vagy amidok alkilezeacutese vizes koumlzegben
RCOO- + R4N+ RCOO-R4N
+
RCOO-R4N+
AQ
AQ
RCOO-R4N+
ORG
RCOO-R4N+
ORG+ R1I
RCOOR1 + R4N+I-
PirolitikusPirolitikus alkilezeacutesalkilezeacutes
RCOOH + C6H5(CH3)3N+OH- RCOO-C6H5N
+(CH3)3 + H2O
RCOO-C6H5N+(CH3)3 RCOOCH3 + C6H5N(CH3)2
ArilezeacutesArilezeacutes
NO2
NO2 F + RNH2
RSH
C6H5OH
NO2
NO2 NH R + HF
OximkeacutepzeacutesOximkeacutepzeacutes
C O
R1
R2
F
F F
F
F CH2O NH2+
H2O
F
F F
F
F CH2O N C
R1
R2
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Funkcioacutes csoport Funkcioacutes cs neve Szaacutermazeacutek Szaacutermazeacutek neve
OH Hidroxil OTMS Trimetilszilil-eacuteter
SH Tiol STMS Trimetilszilil-tioeacuteter
COOH Karboxil COOTMS Trimetilszilil-karboxilaacutet
POH Foszfaacutet POTMS Trimetilszilil-foszfaacutet
SOH Szulfaacutet SOTMS Trimetilszilil-szulfaacutet
NOH Nitraacutet NOTMS Trimetilszilil-nitraacutet
BOH Boraacutet BOTMS Trimetilszilil-boraacutet
NH2 Amin NHTMS N(TMS)2
Trimetilszilil-amin
NH Imin NTMS Trimetilszilil-imin
CONH2 Karbonsavamid CONHTMS N-Trimetilszilil-karbonsavamid
CH2-C=O Karbonil CH=COTMS Trimetilszilil-enoleacuteter
TrimetilszililTrimetilszilil szszaacuteaacutermazrmazeacuteeacutekot adkot adoacuteoacute funkcifunkci oacuteoacutes csoportoks csoportok
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
Aktiacutev hidrogeacutenatom csereacutelıdik ki alkil- (aril-) csoportra
Vegyuumllet keacuteplete Vegyuumllet neve Szaacutermazeacutek keacuteplete Szaacutermazeacutek neveRCOOH Karbonsav RCOOR1 EacuteszterRSO2OH Szulfonsav RSO2OR1 Szulfonsav eacuteszterROH Alkohol ROR1 EacuteterRSH Tioalkohol RSR1 TioeacuteterRNH2 Alkil-amin RN(R1)2 TrialkilaminR2NH Dialkilamin R2NR1 TrialkilaminRCONH2 Karbonsavamid RCONHR1 N-alkil-karbonsavamidRSO2NH2 Szulfonsavamid RSO2N(R1)2 NNrsquo-dialkil-szulfonamidRCOCH2COR β-diketon RCOCH=C(OR1)R β-acil-O-enoleacuteter
R(Ar) X
X = I Br
R = Me Et Pr Bz
+ R1COO- R(Ar) O C R1
O
+ X- Ag2O
NaH BaO
2
C H3N 2 + RC O O- RC O O C H3 + N2
C 2H 5N 2
N 2
RC O O C2H 5
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
1
(CH3)2N CH(O R1)2
R1 = CH3 C2H5 C3H7 C4H9
+ RCOOH
(fenolok amidok tiolok)
RCOOR1 + (CH3)2N CHO + R1OH
N N-dimetil-dialkilacetaacutel
3
Ag2O + alkil-halid
(Cl kisebb aktivitaacutes)
Diazo-alkaacutenokkal
Dialkil-acetaacutelok
Extraktiacutev alkilezeacutes
Savak fenolok alkoholok vagy amidok alkilezeacutese vizes koumlzegben
RCOO- + R4N+ RCOO-R4N
+
RCOO-R4N+
AQ
AQ
RCOO-R4N+
ORG
RCOO-R4N+
ORG+ R1I
RCOOR1 + R4N+I-
PirolitikusPirolitikus alkilezeacutesalkilezeacutes
RCOOH + C6H5(CH3)3N+OH- RCOO-C6H5N
+(CH3)3 + H2O
RCOO-C6H5N+(CH3)3 RCOOCH3 + C6H5N(CH3)2
ArilezeacutesArilezeacutes
NO2
NO2 F + RNH2
RSH
C6H5OH
NO2
NO2 NH R + HF
OximkeacutepzeacutesOximkeacutepzeacutes
C O
R1
R2
F
F F
F
F CH2O NH2+
H2O
F
F F
F
F CH2O N C
R1
R2
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
Aktiacutev hidrogeacutenatom csereacutelıdik ki alkil- (aril-) csoportra
Vegyuumllet keacuteplete Vegyuumllet neve Szaacutermazeacutek keacuteplete Szaacutermazeacutek neveRCOOH Karbonsav RCOOR1 EacuteszterRSO2OH Szulfonsav RSO2OR1 Szulfonsav eacuteszterROH Alkohol ROR1 EacuteterRSH Tioalkohol RSR1 TioeacuteterRNH2 Alkil-amin RN(R1)2 TrialkilaminR2NH Dialkilamin R2NR1 TrialkilaminRCONH2 Karbonsavamid RCONHR1 N-alkil-karbonsavamidRSO2NH2 Szulfonsavamid RSO2N(R1)2 NNrsquo-dialkil-szulfonamidRCOCH2COR β-diketon RCOCH=C(OR1)R β-acil-O-enoleacuteter
R(Ar) X
X = I Br
R = Me Et Pr Bz
+ R1COO- R(Ar) O C R1
O
+ X- Ag2O
NaH BaO
2
C H3N 2 + RC O O- RC O O C H3 + N2
C 2H 5N 2
N 2
RC O O C2H 5
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
1
(CH3)2N CH(O R1)2
R1 = CH3 C2H5 C3H7 C4H9
+ RCOOH
(fenolok amidok tiolok)
RCOOR1 + (CH3)2N CHO + R1OH
N N-dimetil-dialkilacetaacutel
3
Ag2O + alkil-halid
(Cl kisebb aktivitaacutes)
Diazo-alkaacutenokkal
Dialkil-acetaacutelok
Extraktiacutev alkilezeacutes
Savak fenolok alkoholok vagy amidok alkilezeacutese vizes koumlzegben
RCOO- + R4N+ RCOO-R4N
+
RCOO-R4N+
AQ
AQ
RCOO-R4N+
ORG
RCOO-R4N+
ORG+ R1I
RCOOR1 + R4N+I-
PirolitikusPirolitikus alkilezeacutesalkilezeacutes
RCOOH + C6H5(CH3)3N+OH- RCOO-C6H5N
+(CH3)3 + H2O
RCOO-C6H5N+(CH3)3 RCOOCH3 + C6H5N(CH3)2
ArilezeacutesArilezeacutes
NO2
NO2 F + RNH2
RSH
C6H5OH
NO2
NO2 NH R + HF
OximkeacutepzeacutesOximkeacutepzeacutes
C O
R1
R2
F
F F
F
F CH2O NH2+
H2O
F
F F
F
F CH2O N C
R1
R2
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
R(Ar) X
X = I Br
R = Me Et Pr Bz
+ R1COO- R(Ar) O C R1
O
+ X- Ag2O
NaH BaO
2
C H3N 2 + RC O O- RC O O C H3 + N2
C 2H 5N 2
N 2
RC O O C2H 5
AlkilezeacutesAlkilezeacutes
1
(CH3)2N CH(O R1)2
R1 = CH3 C2H5 C3H7 C4H9
+ RCOOH
(fenolok amidok tiolok)
RCOOR1 + (CH3)2N CHO + R1OH
N N-dimetil-dialkilacetaacutel
3
Ag2O + alkil-halid
(Cl kisebb aktivitaacutes)
Diazo-alkaacutenokkal
Dialkil-acetaacutelok
Extraktiacutev alkilezeacutes
Savak fenolok alkoholok vagy amidok alkilezeacutese vizes koumlzegben
RCOO- + R4N+ RCOO-R4N
+
RCOO-R4N+
AQ
AQ
RCOO-R4N+
ORG
RCOO-R4N+
ORG+ R1I
RCOOR1 + R4N+I-
PirolitikusPirolitikus alkilezeacutesalkilezeacutes
RCOOH + C6H5(CH3)3N+OH- RCOO-C6H5N
+(CH3)3 + H2O
RCOO-C6H5N+(CH3)3 RCOOCH3 + C6H5N(CH3)2
ArilezeacutesArilezeacutes
NO2
NO2 F + RNH2
RSH
C6H5OH
NO2
NO2 NH R + HF
OximkeacutepzeacutesOximkeacutepzeacutes
C O
R1
R2
F
F F
F
F CH2O NH2+
H2O
F
F F
F
F CH2O N C
R1
R2
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Extraktiacutev alkilezeacutes
Savak fenolok alkoholok vagy amidok alkilezeacutese vizes koumlzegben
RCOO- + R4N+ RCOO-R4N
+
RCOO-R4N+
AQ
AQ
RCOO-R4N+
ORG
RCOO-R4N+
ORG+ R1I
RCOOR1 + R4N+I-
PirolitikusPirolitikus alkilezeacutesalkilezeacutes
RCOOH + C6H5(CH3)3N+OH- RCOO-C6H5N
+(CH3)3 + H2O
RCOO-C6H5N+(CH3)3 RCOOCH3 + C6H5N(CH3)2
ArilezeacutesArilezeacutes
NO2
NO2 F + RNH2
RSH
C6H5OH
NO2
NO2 NH R + HF
OximkeacutepzeacutesOximkeacutepzeacutes
C O
R1
R2
F
F F
F
F CH2O NH2+
H2O
F
F F
F
F CH2O N C
R1
R2
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
ArilezeacutesArilezeacutes
NO2
NO2 F + RNH2
RSH
C6H5OH
NO2
NO2 NH R + HF
OximkeacutepzeacutesOximkeacutepzeacutes
C O
R1
R2
F
F F
F
F CH2O NH2+
H2O
F
F F
F
F CH2O N C
R1
R2
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehozSzaacutermazeacutekkeacutepzeacutes folyadeacutekkromatograacutefiaacutehoz
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
C
NO2
NO2
O
Cl
35-dinitrobenzoil-klorid
C
N O2
N O2
O
O R
Alkoholok (R-OH) eseteacuteben
p-joacutedbenzolszulfonil-klorid
I SO2Cl I SO2OR
COCl(NO2)
(p-nitro)benzoil-klorid
COOR(NO2)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aminok (R-NH 2) eseteacuteben
C
NO2
NO2
O
NH R
CH3 C C
O
O
Cl
piruvoil-klorid
CH3 C C
O
O
N H R
CH3O C Cl
O
p-metoxi-benzoilklorid
CH3O C NH
O
R
C
N O2
N O2
O
C l
35-dinitrobenzoil-klorid
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Aldehidek (R-CHO) ketonok R-(CO)-R eseteacuteben
NO2
NO2 N NH
NO2
NO2 NH N CR
(H)R
24-dinitrofenil-hidrazin
NO2 CH2 O NH2
p-nitrobenzilhidroxilamin
NO2 CH2 O N CR
(H)R
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
C H2 Br
benzil-bromid
C H2 O C
O
R
N2
naftildiazometaacuten
O C
O
R
Derivatizaacutelaacutes az UV-laacutethatoacute detektorjel noumlveleacutese eacuterdekeacuteben
Karbonsavak (R-COOH) eseteacuteben
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
N
NCH3O
CH3O O
CON3
CH3
34-dihidro-67-dimetoxi-4-metil-3-oxoquinoxali-2-karbonilazid
DerivatizaacuteloacuteszerekDerivatizaacuteloacuteszerekfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshozfluoreszcenciaacutes detektaacutelaacuteshoz
SO2X
NR R
R=CH3 X=Cl Danzil klorid
R=C4H9 X=Cl Dabzil klorid
R=CH3 X=NHNH2 Danzil hidrazin
OO O
O
Fluorescamine
CHO
CHO
o-Ftaacuteldialdehid
CH2OCOCl
Fluorenilmetiloxikarbonil-klorid
OCH3O
CH2Br
O
4-brommetil-7-metoxi-kumarin
szulfonilkloridok
Karbonilkloridok prekolumn szaacutermazeacutekkeacutepzeacutesre is alkalmasok (tercier aminokkal is reagaacutelnak)
Termeacutek fluoreszkaacutel
csak a primer aminokkal keacutepez aktiacutev termeacuteket
OPAbioloacutegiailag fontos vegyuumlletekkel(aminosavak)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Derivatizaacuteloacuteszerrel szembeni elvaacuteraacutesok
gyors kvantitatiacutev reakcioacute
egy meghataacuterozott termeacutek keacutepzıdjoumln
enyhe koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt veacutegbemenjen a reakcioacute (p T)
specifikussaacuteg (csak bizonyos funkcioacutescsoporttal reagaacuteljon)
reagens felesleg elvaacutelaszthatoacute legyen a keacutepzıdoumltt termeacutektıl
keacutepzıdoumltt termeacutek kedvezı kromatograacutefiaacutes tulajdonsaacutegokkal rendelkezzen
eacuterzeacutekenyseacuteg noumlvekedeacutes legyen eleacuterhetı (UVfluoreszcensFIDMSstb)
maacutetrixhataacutes kiveacutedhetı legyen
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
csoumlkkenı jelentıseacutegdetektaacutelaacutes MSelvaacutelasztaacutestechnika fejlıdeacuteseegyre hateacutekonyabb oszlopok (Ngt10000(0))uacutej moacutedszerek CE
mintaelıkeacutesziacuteteacutesi (mikro)technikaacutek fejlıdeacuteseSFESPESPME SBSEMAEHEADSPACEPURGE amp TRAP
LEHETİ LEGKEVESEBBMANIPULAacuteCIOacute
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
EXTRAKCIOacute
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutelSPEMEPSSPMESBSE
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSOXHLETULTRAHANGASE (PFE)SFEMAE
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutelSHEDHE (PURGE and TRAP)ME
Az alkalmazott moacutedszerek illeacutekonysaacuteg ill halmazaacutellapot alapjaacuten csoportosiacutethatoacutek
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
meghataacuterozoacute fontossaacuteguacutebullextrahaacutelandoacute komponensbullkoumlzegbullextrahaacuteloacuteszer tulajdonsaacutegai
leacutenyeges tulajdonsaacutegokbullilleacutekonysaacuteg gıznyomaacutesbulloldhatoacutesaacutegbullmolekulatoumlmegbullhidrofoacutebicitaacutesbullsav-baacutezis tulajdonsaacutegok
meghataacuterozoacuteak az anyagtranszport folyamatokban
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
XAXB
A
BD X
XK
][][=
L
GD X
XKH
][][ ==
2 faacutezis koumlzoumltti megoszlaacutes megoszlaacutesi haacutenyados
KD mineacutel nagyobb annaacutel hateacutekonyabb az extrakcioacute
Illeacutekonysaacutegbdquohajlam a gaacutezfaacutezisba toumlrteacutenı kileacutepeacutesrerdquo
Henry aacutellandoacute
Gıznyomaacutesadott hımeacuterseacutekleten a tisztafolyadeacutek (vagy szilaacuterd) faacutezissal egyensuacutelyban levı gız nyomaacutesaA molekulaacutek koumlzoumltt kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutesok erısseacutegeacutetıl fuumlgg
oldat
S
pH vp=
koumlzeliacutetı oumlsszefuumlggeacutes az illeacutekonysaacuteg eacutes a gıznyomaacutes koumlzoumltt
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
S
pH vp=
Oldhatoacutesaacutegteliacutetett oldat koncentraacutecioacuteja
H ismereteacuteben eldoumlnthetı hogy melyik extrakcioacutes moacutedszer alkalmazhatoacute
HX lt Holdoacuteszer az oldoacuteszer elpaacuterologtataacutesaacuteval noumlvekedni fog az analaacutet oldatbeli koncentraacutecioacuteja
HX gt Holdoacuteszer az analit oldatbeli koncentraacutecioacuteja csoumlkkeni fog (de gızteacuterben felduacutesul)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nem illeacutekony (nonvolatile) H lt 310-7 atm m3 mol-1
koumlzepes illeacutekonysaacuteg (semivolatile) 310-7 lt H lt 10-5
illeacutekony (volatile) 10-5 lt H lt 10-3
nagyon illeacutekony (highly volatile) H gt 10-3 atm m3 mol-1
Molekulatoumlmegnoumlvekvı molekulatoumlmeggel (meacuterettel) aacuteltalaacuteban csoumlkken mind az oldhatoacutesaacuteg mind a gıznyomaacutes
Hidrofobicitaacuteshidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutes vizes oldatokban apolaacuteris csoportok koumlzoumltt rarrviacutezmolekulaacutekkal kialakuloacute koumllcsoumlnhataacutes csoumlkkeneacutese (az oldott anyag bdquomegzavarjardquo a viacutez szabaacutelyos szerkezeteacutet)
Jellemzeacutesen-oktanolviacutez rendszer koumlzoumltti megoszlaacutesKow (Pow Poct P) w
oDow X
XKK
][][==
nı a noumlvekvı molekulatoumlmeggel
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
nagyobb hidrofobicitaacutes vizes faacutezis hateacutekonyabb extrakcioacuteja(extrahaacuteloacuteszerbıl nehezebb lesz eltaacutevoliacutetani)
hidrofil log Kow lt 1hidrofoacuteb log Kow gt 3
hidrofobicitaacutes ndash viacutezoldhatoacutesaacuteg fordiacutetott viszony
nem homoloacutegokjelentısebb elteacutereacutes
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Sav-baacutezis egyensuacutelyi folyamatok
HA H+ + A- ][]][[
HA
AHKs
minus+
=
Ionos ill nem ionizaacutelt forma elteacuterı megoszlaacutes
pH=pKs 5050
oumlkoumllszabaacutelypKb+2 lt pH lt pKs-2
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
Elegyedeacutes
Sőrőseacuteg
Oldhatoacutesaacuteg egymaacutessal teliacutetıdnek a faacutezisok(analiacutezis megsemmisiacuteteacutes)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacutevizes faacutezis 1 l
Kisebb teacuterfogattal toumlbbszoumlr hateacutekonyabb extrakcioacute
extrahaacutelt anyag mennyiseacutege fuumlggbullKDbull2 faacutezis teacuterfogataacutenak araacutenya
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
FOLYADEacuteK-FOLYADEacuteK EXTRAKCIOacute
LLE mikrofluidika fejlıdeacutese automatizaacutelhatoacutesaacuteg gazdasaacutegossaacuteg(solid-supported LLE robotizaacutelt folyadeacutekkezeleacutes)Liquid Phase MicroExtraction (LPME)Single Drop MicroExtraction (SDME)
NAGYeszkoumlzigeacuteny
KICSIGazdasaacutegossaacuteg
SOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
KICSISzelektivitaacutes
NEHEacuteZKESAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
NAGYIdıigeacuteny
NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
LLE
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
LSE folyadeacutek faacutezisboacutel szilaacuterd faacutezisba toumlrteacutenı anyagtranszport
leacutepeacutesei2 faacutezis eacuterintkezteteacutesemegoszlaacutes (egyensuacutely beaacutellta)szeparaacutecioacute (dekantaacutelaacutes szőreacutes)
utoacutebbi kb 25 eacutev fejleszteacuteseiSPEMEPS SPMESBSE
A
BD X
XK
][][=
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
3D maacutetrixbehatol a faacutezis belsejeacutebe
2D maacutetrixszilaacuterd faacutezis feluumlleteacuten toumlrteacutenı megkoumltıdeacutes
mindkettı bekoumlvetkezhet egyidejőlegnem mindig tudjuk eldoumlnteni hogy melyik dominaacutel
SZORPCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd (extrahaacuteloacute) faacutezis
abszorpcioacutefaacutezis belsejeacutebe toumlrteacutenı behatolaacutes (3D)bullszorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezisbullnincs versenybullnagy kapacitaacutes
analaacutet eacutes szorbens koumllcsoumlnhataacutesa
adszorpcioacutefeluumlleti (2D) jelenseacutegbullpoacuterusos szorbensbulla feluumlleten koumltoumltt viacutez (oldoacuteszer) kicsereacutelıdik az analaacutet molekulaacuteirabullvan der Waals dipoacutel-dipoacutel koumllcsoumlnhataacutesokbullverseny az adszorpcioacutes helyekeacutertbulllimitaacutelt kapacitaacutes
elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesionos (ionizaacutelhatoacute) komponens eacutes a szorbenstoumlltoumltt feluumlleti csoportjai koumlzoumlttszorbens ioncsereacutelı
keacutemiai reakcioacuten (kovalens koumlteacutes kialakulaacutesaacuten) alapuloacute koumllcsoumlnhataacutesszennyezık eltaacutevoliacutetaacutesa
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
Poacuterusos szorbens nagy feluumllet poacuterusok belsı feluumllet
mikropoacuterus lt 2 nmmezopoacuterus 2-50 nmmakropoacuterus gt 50 nm
jellemzeacutesbullszemcsemeacuteretbullszemcsemeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusmeacuteretbullpoacuterusmeacuteret-eloszlaacutesbullpoacuterusteacuterfogatbullfeluumllet
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
FOLYADEacuteK-SZILAacuteRD EXTRAKCIOacute
szorbens szilaacuterd hordozoacuten roumlgziacutetett folyadeacutek faacutezis
adszorpcioacutevalbdquovaloacutedirdquo 3D folyadeacutekkeacutent viselkedik nemkiacutevaacutenatos jelenseacutegek bdquobleedingrdquo
kovalens koumlteacutessel roumlgziacutetett filmstabil2D szerkezetkorlaacutetozott transzlaacutecioacutes eacutes rotaacutecioacutes mozgaacutesokvisszatartaacutes nem iacuterhatoacute le csak abszorpcioacuteval
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Szorbens technoloacutegia fejlıdeacutese 1977 Waters Co szilikageacutel alapuacute eldobhatoacute toumlltetekSPE 1982 JT Baker
+++-Gazdasaacutegossaacuteg
++++Duacutesiacutetaacutes
KEVEacuteSSOK
emulzioacutekeacutepzıdeacutes habzaacutes faacutezisok
elvaacutelasztaacutesa
Felleacutepı probleacutemaacutek
NAGYKICSISzelektivitaacutes
IGENNEMAutomatizaacutelhatoacutesaacuteg
KICSINAGYIdıigeacuteny
KICSI (1-20 ml)NAGY (30-300 ml)Oldoacuteszer felhasznaacutelaacutes
SPELLE
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
bdquoextreacutemrdquo HPLC technikaKD infin akkumulaacutecioacuteKD 0 eluacutecioacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Probleacutema toumlltet eldugulaacutesa szőreacutes szuumlkseacuteges(fecskendı centrifuga)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes extrakcioacuten alapul a folyeacutekony halmazaacutellapotuacute mintaacutet egy szorbens reacuteszecskeacuteket tartalmazoacute aacutegyon aacutetjuttatva az analitikum elvaacutelaszthatoacute amintaacutet alkotoacute egyeacuteb oumlsszetevıktıl
Szeparaacutecioacute amp Duacutesiacutetaacutes
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
1kondiacutecionaacutelaacutes
2mintafelvitel
4eluacutecioacute
3mosaacutes
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
MeOH
kondiacutecionaacutelaacutes
aktivaacutelaacutes szerves oldoacuteszer adagolaacutesahasznaacutelat koumlzben nedves maradjon az oszlop
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
hateacutekony extrakcioacute helyes szorbens vaacutelasztaacutes
elvaacuteraacutesok ISzorpcioacute
gyors reprodukaacutelhatoacute
Eluacutecioacute koumlnnyenteljes meacuterteacutekben veacutegbe menjen
elvaacuteraacutesok IIbullreverzibilis szorpcioacutebulla szorbens ne tartalmazzon kioldhatoacute szennyezıketbullkeacutemiailag inert (stabil) legyenbulljoacutel nedvesiacutethetı legyen a minta maacutetrixa aacuteltal
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
mintaacutek eacutes maacutetrixok sokfeacuteleseacutege rarr nincs univerzaacutelis szorbens
Csoportosiacutetaacutes1 aacuteltalaacutenos felhasznaacutelaacutes2 vegyuumlletcsoportndashspecifikus3 komponens-specifikus
HPLC toumlltet analoacutegiaacutek
bullFordiacutetott faacutezisuacute SPEbullNormaacutel faacutezisuacute SPEbullIoncssereacutes SPEbullMIPs
NPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa gt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(polaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp apolaacuteris mozgoacutefaacutezis)
RPLC aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa lt mozgoacute faacutezis polaritaacutesa(apolaacuteris aacutelloacutefaacutezis amp polaacuteris mozgoacutefaacutezis)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
a toumlltet anyaga szilikageacutel
SiO2
OH
OH
OH
OHOH
(NPLC szilikageacutel amp hexaacuten)(polaacuteris komponensek elvaacutelasztaacutesa)
szilikageacutelbullSi amp O atomok haacuteromdimenzioacutes raacutecsa bulllegszeacutelesebb koumlrben alkalmazott aacutelloacutefaacutezisbullkeacutemiai inertseacutegbulljoacute mechanikai ellenaacutelloacutekeacutepesseacutegbullpH stabilitaacutes 2 lt pH lt 7 (9)
Polaacuteris toumlltet polaacuteris anyagok extrakcioacutejaApolaacuteris toumlltet apolaacuteris anyagok extrakcioacutejapolaacuteris toumlltetetek
bullSiO2bullAl2O3bullMgSiO3
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
joacutel szabaacutelyozott meacuteretszők szemcsemeacuteret-eloszlaacutes
szabaacutelyozott poacuterusmeacuteret
szilikageacutel
SPE irregulaacuteris toumlltet(kisebb nyomaacutes olcsoacutebb)
HPLC szfeacuterikus toumlltet
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Si-OH + Si RCl
CH3
CH3
Si-O Si R
CH3
CH3
+ HCl
feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
fontosabb moacutedosiacutetoacute (R) csoportokC18 oktadecil -C18H37 (APOLAacuteRIS TOumlLTET)C8 oktil -C8H17
C4 butil -C4H9
aminopropil -CH2CH2CH2NH2
cianopropil -CH2CH2CH2CNfenil -C6H5
moacutedosiacutetott szilikageacutel
SPE elterjedeacutese
bdquoendcappingrdquo trimetil-kloacuterszilaacuten
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
bullC18 C18 Light Load C18 Polar Plus
bullC8 C8 Polar Plus
bullPhenyl
bullC4
bullC2
bullCyano (CN)
bullAmino (NH2)
bullDiol (COHCOH)
bullCBx WP PEI WP Butyl WP HI Propyl WP (biotechnology)
bullSilica (SiOH)
bullQuaternary Amine (N+)
bullAromatic Sulfonic Acid (C6H5-SO3H)
bullCarboxylic Acid (COOH)
bullnarc-1 narc-2 (for drugs of abuse analysis)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
polaacuteris toumlltetekszerves extraktumok (pl bioloacutegiai maacutetrixok) tisztiacutetaacutesahidrofil alkotoacutek visszatartaacutesa
felleacutepı fontosabb koumllcsoumlnhataacutesokbullhidrogeacutenhiacutedbulldipoacutel-dipoacutelbullindukaacutelt dipoacutel-dipoacutel
szerves polimer-alapuacute toumlltetek sztirol-divinilbenzol kopolimerkeveacutesbeacute nyomaacutestőrı (keresztkoumlteacutesek szaacutemaacuteval javiacutethatoacute)duzzadnak (HPLC szerves oldoacuteszer csak kisebb koncentraacutecioacuteban alkalmazhatoacute)pH stabilitaacutes 1lt pH lt 14
apolaacuteris toumlltetekmoacutedosiacutetott szilikageacutel (fordiacutetott faacutezisuacute HPLC)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Polimer-alapuacute oszlopok
Highly Cross-linked Divinylbenzene Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm (rigid particles non-swelling)
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
apolaacuteris toumlltetekhidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesokπ-π koumllcsoumlnhataacutes
moacutedosiacutetott polimer-alapuacute toumlltetekpolaacuteris moacutedosiacutetoacutek nedvesedeacutes javiacutetaacutesa
ioncsereacutelı szorbensekpolimer alapuacuteakmoacutedosiacutetott szilikageacutel
kationcsereacutelıkanioncsereacutelık
Gyenge kationcsereacutelı karbonsav (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs kationcsereacutelı szulfonsav (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
Gyenge anioncsereacutelı primer ill szekunder aminok (pH-toacutel fuumlggı ionizaacuteltsaacuteg)Erıs anioncsereacutelı kvaterner N (pH-toacutel fuumlggetlenuumll toumlltoumltt)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
CH-)n-
N-CH3
C=O
(
R(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Hidrofil polimer
N-metil amid funkcioacutes csoport
(-CH-CH2)n
N-CH3
C=O
R
Divinylbenzene amp N-methyl-N-vinylamide Polymer
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
HO3S SO3H
HO3SHO3S
Kationcsereacutelı
Divinylbenzene with sulphonic acid functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
R3+NCH2
CH2N+ R3
CH2N+ R3
CH2N+ R3
Anioncsereacutelı
Divinylbenzene with quaternary amine functionality
Average Pore Diameter 60 Aring (BET N2)
Average Particle Size 25 microm
Specific Surface Area 500 ndash 800 m2g (BET N2)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szabaacutelyozott hozzaacutefeacutereacuteső (Controlled-Acces) toumlltetasymp meacuteretkizaacuteraacutesos kromatograacutefia
immunoaffinitaacutes alapuacute toumlltet
az elvaacutelasztandoacute vegyuumllet eacutes a ligandumkoumlzoumltti specifikus bioloacutegiai koumllcsoumlnhataacutes
keacutepezi az elvaacutelasztaacutes alapjaacutet
szelektiacutevspecifikus
antigeacuten ndash antitestenzim ndash inhibitor
bioloacutegiai mintaacutek tisztiacutetaacutesa
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Molecularly Imprinted Polimeric (MIP) szorbensA megkoumltendı molekula (templaacutet) jelenleacuteteacuteben elveacutegzett polimerizaacutecioacute
A templaacutet kioldaacutesaacutet koumlvetıen visszamaradoacute uumlregek (imprints) a templaacutetmolekulaacutera specifikusak lesznek oumlsszetett (pl bioloacutegiai)
maacutetrixok eseteacuten is joacutel hasznaacutelhatoacute
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
bdquokevert moacutedrdquobulltoumlbbfeacutele aktiacutev hely kialakiacutetaacutesa ugyanazon a toumlltetenbullkuumlloumlnfeacutele toumlltetek kevereacutese
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
szorbens kivaacutelasztaacutesabullhasznaacutelati uacutetmutatoacutebulladatbaacutezisok (internet)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Visszanyereacutes pH fuumlggeacutese
Ftaacutelsav monoeacuteszterek gyenge savak pK=3-5MMP metilMEP etilMPRP n-propilMBP n-butilMPEP n-pentilMOP n-oktil
sztirol-divinilbenzol polimer szorbens
savi erısseacutegben nincs nagyon jelentıs elteacutereacuteselteacuterı visszanyereacutes
hidrofoacuteb koumllcsoumlnhataacutesok
fontossaacutega
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Aacutettoumlreacutesi teacuterfogat cki=001cbe Szorbens sztirol-divinilbenzol
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Toumlmegfuumlggeacutes
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
keacutet faacutezis koumlzti megoszlaacutes komponens koumllcsoumlnhataacutesa a keacutet faacutezissal
Molekula (adott) Koumllcsoumlnhataacutes erısseacutege fuumlgg mozgoacutefaacutezis eacutes aacutelloacutefaacutezis polaritaacutesa
hexaacuten
kloroform
tetrahidrofuraacuten
acetonitril
2-propanol
etanol
metanol
viacutez
oldoacuteszer erısseacuteg szilikageacutelen meghataacuterozott erısseacutegi sorrend (eluotroacutep sorozat)
POLARITAacuteS
Pufferek pH beaacutelliacutetaacutesa ionizaacutelhatoacute komponensek analiacutezise eseteacuten
eluens polaritaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesabullanyagi minıseacuteg vaacuteltoztataacutesabull(HPLC kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerek elegyiacuteteacutese)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)Eluenser ısseacuteg-fuumlggeacutes
NEDVESIacuteTİ KEacutePESSEacuteG
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
SZILAacuteRDFAacuteZISUacute EXTRAKCIOacute (SPE)
Eluensteacuterfogat-fuumlggeacutes
Duacutesiacutetaacutes VmintaVeluens
A lehetı legkevesebb eluenst eacuterdemes hasznaacutelni (elunserısseacuteg)
DMP dimetil-ftalaacutetDEP dietil-ftalaacutetDNBP di-n-butil-ftalaacutetBBPbutil-benzil-ftalaacutetBEHPbis(2-etilhexil)-ftalaacutetDNOPdi-n-oktil-ftalaacutet
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
nem-egyensuacutelyi moacutedszerkromatograacutefia eluacutecioacutes analiacutezisSPE minta felvitele frontaacutelis analiacutezis
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
40 micromhagyomaacutenyos
10 microm
nagy aacuteramlaacutesi sebesseacutegnagy terhelhetıseacutegkicsi dugulaacutesi veszeacutely
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Teacuterfogat 13 6 ml Toumlltet 10 20 35 50 100 200 mg
Nagyobb minta teacuterfogatokhoz(koumlrnyezeti analitika)
Kisebb minta teacuterfogatokhoz(gyoacutegyszeranalitika)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
bull Uses gas to deliver solvents
bull Uses vacuum to remove liquids
bull All solvents are contained in separate bottles
bull Separates waste solvent and waste water
bull All sample and solvent pathways are PTFE PEEK and Kalrez
bull Automatically rinses sample bottle
bull Utilizes liquid sensors keeps disk wet
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
MiocroExtraction by Packed Sorbent (MEPS)
leacutenyegesen kisebb mintamennyiseacuteg 10-100 microlkoncentraacutelaacutes toumlbbszoumlri felsziacutevaacutessal lehetseacuteges (mintamennyiseacuteg noumlvelhetı a ml-es nagysaacutegrendig)minimaacutelis oldoacuteszerigeacutenyteljesen automatizaacutelhatoacute on-line mintaelıkeacutesziacuteteacutest tesz lehetıveacuteGC eacutes HPLC kompatiacutebilisToumlbbszoumlr hasznaacutelhatoacute ~100 injektaacutelaacuteskicsiny szorbens mennyiseacuteg visszanyereacutes nagyon joacute
Megvaacutesaacuterolhatoacute faacutezisok GC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCXHPLC C18 C8 C2 szilikageacutel C8+SCX CX SAX
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
MEPS leacutepeacutesei
1mintaveacutetel(1-n db)
2mosaacutes
(20-50 microl)
3eluacutecioacute
4injektaacutelaacutes
5 leacutepeacutes mosaacutes (regeneraacutelaacutes)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Szilaacuterdfaacutezisuacute MikroextrakcioacuteSolid Phase MicroExtraction (SPME)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
UumlVEGRUacuteD
POLIMER BEVONAT
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
SPMEExtrakcioacute
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
SPMEinjektaacutelaacutes
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
SPME
s
ffs
A
BD c
cK
X
XK ===
][][
sffs
sffs
VVK
cVVKn
+= 0
Egyensuacutelyi (bdquomajdnem egyensuacutelyirdquo) moacutedszer
Cf koncentraacutecioacute a fiber-benCs koncentraacutecioacute a mintaacutebanEgyensuacutely eseteacuten
n extrahaacutelt anyagmennyiseacutegVf bevonat teacuterfogataVs minta teacuterfogataC0 minta kiindulaacutesi koncentraacutecioacuteja
ha Vsgtgt KfsVf
n = KfsVfc0Fuumlggetlen a minta teacuterfogataacutetoacutel terepi mintaveacutetelezeacutesViacutez eacutes levegı vizsgaacutelat
Nem kell felteacutetlenuumll megvaacuterni az egyensuacutely beaacutellaacutesaacutetMegfelelıen kontrollaacutelt koumlruumllmeacutenyek + extrakcioacutes idı meacutereacutese reprodukaacutelhatoacute analiacutezis
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
SPME
elınyoumlkbulloldoacuteszermentes technikabullcsak szorpcioacutes eacutes deszorpcioacutes leacutepeacutesbullkoumlnnyen automatizaacutelhatoacutebullkompatibilis a kromatograacutefiaacutes rendszerekkelbullnagy duacutesiacutetaacutesbullspecifikussaacutegbullnagyon kicsiny mintaigeacutenybulleacutelı rendszerek vizsgaacutelatabulltoumlbbszoumlroumls uacutejrahasznaacutelhatoacutesaacuteg
SPE extrahaacutelt mennyiseacuteg gt 90 SPME extrahaacutelt mennyiseacuteg 1-20
SPE analizaacutelt minta mennyiseacutege 1-2 SPME analizaacutelt minta mennyiseacutege 100
haacutetraacutenyokegyensuacutelyi technika minden olyan koumlruumllmeacuteny ami beleszoacutel az egyensuacutelyba hataacutessal lesz az extrahaacutelt mennyiseacutegremaacutetrixhataacutes
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Szilaacuterdfaacutezisuacute mikroextrakcioacute
oldhatoacutesaacutegmeghataacuterozott adszorpcioacutes kapacitaacutes
nincs versenyverseny az adszorpcioacutes helyekeacutert
kuumlloumlnboumlzı oldoacuteszerekporoacutezus nagy feluumllető adszorbensek
szaacutermazeacutekkeacutepzeacutes - feluumllet moacutedosiacutetaacutesa
megoszlaacutes a keacutet oldoacuteszer koumlzoumlttfizikai koumllcsoumlnhataacutesok
ABSZORPCIOacuteADSZORPCIOacute
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
BIPOLAacuteRISadszorpcioacutePDMS-DVB
BIPOLAacuteRISadszorpcioacuteCarboxen ndash PDMS-DVB
4 lt pH lt 10APOLAacuteRISabszorpcioacutePDMS
polidimetil-sziloxaacuten
BIPOLAacuteRIS
POLAacuteRIS
POLAacuteRIS szerves oldoacuteszerek
alkalmazaacutesi
korlaacutet
adszorpcioacuteCarboxen -PDMS
szintetikus szeacuten
adszorpcioacuteCarbowax-DVB
abszorpcioacutePA
poliakrilaacutet
jellegszorbens
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Filmvastagsaacuteg 7-100 micromveacutekonyabb film
bullgyorsabb extrakcioacutebullkisebb extrahaacutelt mennyiseacuteg
Szorbens kivaacutelasztaacutesabullpolaritaacutes (hasonloacute a hasonloacuteval)bullbdquomaacutetrix-tőreacutesrdquo
Fontosabb befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbullpHbullHımeacuterseacutekletbullSoacutekoncentraacutecioacutebullMintateacuterfogatbullExtrakcioacutes idı
n
R R
RR
Si O Si O
PDMS
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Alkalmazaacutes
GCHPLC
HPLC
L = 1 cm
d = 025 mm
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
koumlzvetlen extrakcioacute gızteacuter analiacutezis bdquomembraacuten-veacutedettrdquo
DeszorpcioacuteGC termikusHPLC oldoacuteszeres
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Extrakcioacutes idı vaacuteltoztataacutesa
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
MEPS vs SPME vs SPE
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Keverıbabaacutes ExtrakcioacuteStir Bar Sorptive Extraction (SBSE)
Szerves szennyezık meghataacuterozaacutesa vizes mintaacutekboacutel(eacutelelmiszer bioloacutegiai koumlrnyezeti minta)Bevonatos keverıbotbullfolyadeacutek halmazaacutellapotuacute mintaacuteba helyezik bebullgızteacuter analiacutezis (HeadSpace Sorptive Extraction HSSE)
OWWPDMSA
BD KK
X
XK asymp== ][
][Bevonat PDMS
PDMS
W
W
PDMS
W
PDMSPDMS V
Vx
m
m
X
XK ==
][][
[X] PDM analaacutet koncentraacutecioacuteja a szorbensbenmPDMS analaacutet toumlmege a szorbensben[X] W analaacutet koncentraacutecioacuteja a vizes oldatbanmW analaacutet toumlmege a vizes oldatbanVW viacutez teacuterfogataVPDMS PDMS teacuterfogata
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
SBSE
Meghataacuterozoacute teacutenyezıkbullmegoszlaacutesi haacutenyados (KOW)bullfaacutezisaraacuteny (VwVPDMS)
SBSE vs SPMESBSE nagyobb PDMS teacuterfogat
kisebb KOW is elegendı a hateacutekony extrakcioacutehozhosszabb extrakcioacutes idı szuumlkseacuteges
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Elmeacuteleti kinyereacutes oumlsszehasonliacutetaacutesaSBSE vs SPME
Minta10 ml vizes oldat
SPME VPDMS = 05 microLSBSE VPDMS = 100 microL
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
MEPS vs SPME vs SBSE
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
SBSEkeverıbot
hossza 10-40 mmPDMS vastagsaacutega 03-1 mmPDMS teacuterfogata 55-220 microl
deszorpcioacute GCbullhıkoumlzleacutesbullkriofoacutekuszaacutelaacutesbullpillanatszerő felfőteacutes
deszorpcioacute HPLColdoacuteszeres ultrahangos leoldaacutes
Elıny nagy mennyiseacutegő analaacutet extrahaacutelhatoacute kiHaacutetraacuteny nem szelektiacutev
zavaroacute komponensek is extrahaacuteloacutednak
Szorbensek fejleszteacutese szeacutelesebb koumlrő alkalmazaacutesok
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
teljesnemegyensuacutelyiSPE
reacuteszlegesegyensuacutelyiSPME
reacuteszlegesegyensuacutelyiSBSE
teljesegyensuacutelyiLLE
EXTRAKCIOacuteJELLEMZİMOacuteDSZER
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
illeacutekony komponensek extrakcioacuteja folyadeacutekokboacutel eacutes szilaacuterd anyagokboacutel
VOCs Volatile Organic Compoundsp ge 01 mmHg (20 0C)
Analitika GC
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)Dinamikus gızteacuter analiacutezis (Dynamic Headspace Extration DHE purge and trap)SPME
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Statikus gızteacuter analiacutezis (Static Headspace Extraction SHE)HEADSPACE analiacutezis
egyensuacutelyi moacutedszerreacuteszleges extrakcioacute
szeptumos mintatartoacute edeacutenymintateacuterfogat 1-10 ml (100 ml)halmazaacutellapot folyadeacutek szilaacuterdszabaacutelyozott hımeacuterseacuteklet
extrakcioacute gızteacuterbılinjektaacutelaacutes GC
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Gızteacuter analiacutezis
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes folyadeacutek halmazaacutellapotuacute minta eseteacutenMagaacuteban a mintatartoacute edeacutenyben toumlrteacutenik koumlnnyen automatizaacutelhatoacute
Mintaelıkeacutesziacuteteacutes szilaacuterd halmazaacutellapotuacute minta eseteacuten apriacutetaacutes ırleacutesoldaacutes gyorsabb egyensuacutely beaacutellaacutes a gızteacuter eacutes a minta koumlzoumltt
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
β+=prop
K
ccA g
0
A GC teruumlletjelc0 kiindulaacutesi koncentraacutecioacutecg gızteacuter koncentraacutecioacutejaK megoszlaacutesi haacutenyadosszlig faacutezisok teacuterfogataacutenak araacutenya
K hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes termosztaacutelt rendszer
nagy K T jelentısebb hataacutes mint szlig (az analaacutet nagyobb haacutenyada a folyadeacutekfaacutezisban van)kis K az analaacutet nagyobb haacutenyada a gızteacuterben van (szlig nagyobb hataacutes mint T)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
1 etanol2 metil-etil-keton3 toluol4 n-hexaacuten5 tetrakloacuter-etileacuten
Vizes rendszerpolaacuteris komponensek (nagy K) T jelentıs hataacutesapolaacuteris komponensek (kis K) T nincs jelentıs hataacutesa
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
β+=prop
K
ccA g
0
1 ciklohexaacuten (kis K)2 14-dioxaacuten (nagy K)
Vminta= 1 mlszlig=213
Vminta= 5 mlszlig=346
kisoacutezaacutes
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Dinamikus gızteacuter analiacutezisPurge and trap
teljes kinyereacutesaz analaacutetot folytonos gaacutezaacuteram aacutetvezeteacutessel taacutevoliacutetjuk el az oldoacuteszerbıl majd csapdaacutezzuk
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
csapda uumlveg vagy rozsdamentes aceacutelcsıbe toumlltoumltt szorbensek
szorbensTenax poacuterusos polimer gyanta (26-difenileacuten-oxid) hidrofoacuteb lt 200 0Cszilikageacutel hidrofil polaacuteris anyagok megkoumlteacuteseacutere alkalmasaktiacutev szeacuten hidrofoacuteb nagyon illeacutekony komponensek csapdaacutezaacutesa
reacuteteges kombinaacutelt csapda
purge time 10-15 percHe aacuteramlaacutesi sebesseacuteg 40 mlperccsapda szobahımeacuterseacuteklet (vagy hőtoumltt)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Leacutepeacutesekbullpurge mintaacuten keresztuumll megy az oumlbliacutetıgaacutezbulldry purge oldoacuteszer (viacutez) eltaacutevoliacutetaacutesa az oumlbliacutetıgaacutez nem megy aacutet a mintaacutenbullelıfőteacutes deszorpcioacute hımeacuterseacuteklete alatt 5-10 0C-kal (gyorsiacutetja a deszorpcioacutet)bullfelfőteacutes 180-250 0Cbulldeszorpcioacute Elleniraacutenyuacute oumlbliacuteteacutes (back-flush) 1-4 percbullkriogeacuten foacutekuszaacutelaacutes nem minden esetben szuumlkseacutegesbullszorbens regeneraacutelaacutesa bullszorbens visszahőteacutese AUTOMATIZAacuteLT
SPME
koumlzvetlenanaliacutezis
gızteacuteranaliacutezis
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
On-line kapcsolaacutes
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
poroacutezusnem poroacutezus membraacutenok (pl PDMS)
Mőkoumldeacutese szerves komponensek beleoldoacutednak a membraacutenba extrahaacuteloacutednakvizes maacutetrix visszamarad
Elrendezeacuteskicsi eacuterintkezeacutesi feluumllet nagy eacuterintkezeacutesi feluumllet
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Membraacuten-alapuacute extrakcioacute
Befolyaacutesoloacute teacutenyezıkbull hımeacuterseacutekletbull membraacuten feluumllet nagysaacutegabull membraacuten vastagsaacutegabull minta teacuterfogata (nagyobb V nagyobb nextrahaacutelt)bull minta aacuteramlaacutesi sebesseacutege (kisebb v nagyobb nextrahaacutelt)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
feacutelilleacutekony komponensek extrakcioacuteja szilaacuterd anyagokboacutelSoxhlet extrakcioacutemikrohulaacutemmal segiacutetett extrakcioacute (MAE)ultrahanggal segiacutetett extrakcioacutenagynyomaacutesuacute folyadeacutek extrakcioacute (ASE PFE)szuperkritikus fluid extrakcioacute (SFE)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Szuperkritikus folyadeacutekextrakcioacuteSupercritical Fluid Extraction (SFE)
Olyan elvaacutelasztaacutesi moacutedszer melyneacutel a mozgoacutefaacuteziskeacutent hasznaacutelt folyadeacutek kritikushımeacuterseacuteklete eacutes nyomaacutesa foumlloumltt de annak koumlzvetlen koumlzeleacutebenvan
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
aacutellapot sőrőseacuteg (kgm3 ) viszkozitaacutes (cP)Diffuacutezioacutes aacutellandoacute
(mm2 s)
gaacutez 1 001 1-10
SCF 100-800 005-01 001-01
folyadeacutek 1000 05-10 0001
extrahaacuteloacuteszer szuperkritikus fluidum
tulajdonsaacutegai gaacutez - folyadeacutek - 2 koumlzoumltt
nagy diffuacutezioacutes egyuumltthatoacute kis viszkozitaacutes gyorsabb hateacutekonyabb elvaacutelasztaacutes
1822 Baron Cagniard de la Tour1964-tıl szabadalmak 1978 ipari meacuterető koffein eltaacutevoliacutetaacutes1981 szuperkritikius folyadeacutekkromatograacutefia
SFE
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
A szeacuten-dioxidot a koumlvetkezı joacute tulajdonsaacutegai miatt hasznaacuteljaacutek sziacutevesen a szuperkritikus extrakcioacuteban oldoacuteszernek
bullnem kaacuteros az egeacuteszseacutegre ezeacutert joacutel alkalmazhatoacute gyoacutegyszerek eacutelelmiszerek eacutes eacutelvezeti cikkek elıaacutelliacutetaacutesaacutenaacutel bullnagy a sőrőseacutege iacutegy viszonylag sok anyagot tud oldani
bullnem leacutep reakcioacuteba a kezelt anyaggal
bullalacsony a kritikus hımeacuterseacuteklete (31degC) eacutes kritikus nyomaacutesa (73 bar) ezeacutert alacsony hımeacuterseacutekleten lehet vele dolgozni nem kaacuterosodik a kezelt anyag
bullnem tőzveszeacutelyes eacutes nem korroziacutev
bullkoumlnnyen beszerezhetı eacutelelmiszeripari tisztasaacutegban eacutes nagy mennyiseacutegben aacutell a rendelkezeacutesuumlnkre
bullnem szennyezi a koumlrnyezetet
bullaz extrakcioacute utaacuten maradeacutek neacutelkuumll eltaacutevozik a termeacutekbıl
bulla nyomaacutes eacutes hımeacuterseacuteklet megfelelı vaacuteltoztataacutesaacuteval lehetıseacuteg van a szuperkritikus aacutellapotuacute oldoacuteszer oldoacutekeacutepesseacutegeacutenek kedvezı iraacutenyba valoacute vaacuteltoztataacutesaacutera
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
CO2 apolaacuteris eacutes kis polaritaacutesuacute komponensek extrakcioacutejakioldaacutes hateacutekonysaacutega noumlvelhetı szerves adaleacutekok (moacutedosiacutetoacutek 1-10) segiacutetseacutegeacutevel
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
moacutedosiacutetoacute beadagolaacutesa1 CO2 tankba (idıvel vaacuteltozoacute oumlsszeteacutetel)2 extrakcioacutes cellaacuteba (elfogy)3 kuumlloumln pumpa segiacutetseacutegeacutevel
pumpa reciprokcella PEEK savaacutelloacute aceacutel
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
leacutepeacuteseibulla mintaacutet elhelyezik a cellaacutebanbulla cellaacutet behelyezik a főtoumltt kemenceacutebebullhımeacuterseacuteklet nyomaacutes aacuteramlaacutesi sebesseacuteg eacutes extrakcioacutes idı beaacutelliacutetaacutesabullextraktum oumlsszegyőjteacutese
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Statikus moacuted a szuperkritikus fluidumot bizonyos ideig a cellaacuteban tarjaacutek majd a győjtıbe jutDinamikus moacuted a szuperkritikus fluidum folytonosan aacutetaacuteramlik a cellaacuten
elınyoumlkbullgyorsbullkicsiny szerves oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullhangolhatoacute szelektivitaacutes (moacutedosiacutetoacutek)
haacutetraacutenyokbulltechnikai kivitelezeacutes draacutegabullkicsiny mintatoumlmeg lt 10 gbullmaacutetrix-fuumlggeacutes
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
alkalmazaacutesok
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Gyorsiacutetott folyadeacutek extrakcioacuteAccelerated Solvent Extraction (ASE) Pressurized Liquid
Extraction (PLE)Hagyomaacutenyos oldoacuteszerek alkalmazaacutesabullnagyobb nyomaacuteson (1500-2000 psi)bulleacutes magasabb hımeacuterseacutekleten (100-180 0C)
magasabb hımeacuterseacutekletgyorsabb anyagtranszferaz oldoacuteszer koumlnnyebben behatol a szilaacuterd anyagbanagyobb oldhatoacutesaacuteggyengeacutebb koumllcsoumlnhataacutes a szilaacuterd maacutetrixszalkisebb viszkozitaacutes
hateacutekonyabb extrakcioacutejobb kinyereacutesFeleacutepiacuteteacutese
bulloldoacuteszertartaacutelybullpumpabullextrakcioacutes cella (T p)bullkemencebullgyőjtıedeacutenybullN-palack
Mintateacuterfogat1-100 ml
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
bullteljesen automatizaacuteltbulltoumlbbfeacutele (4) oldoacuteszer kezeleacutesebulltoumlbb mintatartoacute cella
Hımeacuterseacuteklet fuumlggeacutes
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Alkalmazaacutesok
elınyoumlkbullkicsiny oldoacuteszerfelhasznaacutelaacutesbullautomatizaacuteltbullgyors
haacutetraacutenyokbullbefekteteacutesi koumlltseacutegbullmaacutetrix feloldoacutedhat
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Mikrohullaacutem -segiacutetett extrakcioacute(Microwave Assisted Extraction MAE)
Kuumlloumlnboumlzı extrakcioacutes technikaacutek oumlsszehasonliacutetaacutesa
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Elektroforeacutezis
elektroforeacutezisvalamely vezetı koumlzegben (aacuteltalaacuteban viacutez) elektromos erıteacuter hataacutesaacutera a toumllteacutessel rendelkezı reacuteszecskeacutek elmozdulnak
elektroforetikus elvaacutelasztaacutesaz elvaacutelasztandoacute komponensek adott elektromos teacuter hataacutesaacutera kialakuloacute elteacuterı migraacutecioacutes sebesseacutegeacuten alapul
elektroozmotikus aacuteramlaacutes(electroosmotic flow EOF) a folyadeacutek elektromos teacuter hataacutesaacutera valamely toumllteacutessel biacuteroacute feluumllet menteacuten kialakuloacute elmozdulaacutesa
κ = G K κ fajlagos vezetıkeacutepesseacuteg [S cm-1]G vezetıkeacutepesseacuteg [S]K cellaaacutellandoacute [cm-1]
cm
κ=Λ molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacuteget (Λm)
Kohlrausch elsı toumlrveacutenye
minus+ +=Λ λλm
λ+ a kation molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
λ- az anion molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Kohlrausch maacutesodik toumlrveacutenye erıs elektrolitok
Λ0 veacutegtelen hiacuteg oldat molaacuteris fajlagos vezetıkeacutepesseacutege [cm2Ω-1mol-1]c elektrolit koncentraacutecioacuteja [M]k aacutellandoacute [M-12]
ion vaacutendorlaacutesaacutet veacutegtelen hiacuteg elektrolitoldatban
Fe=zieEFe elektromos erızi az i komponens toumllteacutesszaacutemae az elemi toumllteacutesE az elektromos teacutererısseacuteg [Vcm-1]
suacuterloacutedaacutes miatt
Fs=kηvi0
k aacutellandoacute [cm]η az oldat viszkozitaacutesa [Pas]vi
0 az i komponens vaacutendorlaacutesi sebesseacutege a veacutegtelen hiacuteg oldatban
Stokes-toumlrveacuteny k=6πr
Fe=Fs Er
ezv
i
ii πη60 =
ri az i ion hidrodinamikai sugara
210 kcm minusΛ=Λ
A vaacutendorlaacutesi sebesseacuteg egyenesen araacutenyos a teacutererısseacuteggel
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
E
vi
i =micro
i
ii r
ez
πηmicro
6=
microieff effektiacutev elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg
qeff az ion effektiacutev toumllteacuteseR az ion teljes sugaraR
qeffeffi πη
micro6
=
mozgeacutekonysaacuteg
hiacuteg oldat goumlmb alakuacute reacuteszecske
valoacutesaacuteg iont koumlruumllvevı ionok gaacutetoljaacutek a mozgaacutesaacutet (elektrosztatikus koumllcsoumlnhataacutesok)
az elektroforetikus mozgeacutekonysaacuteg fuumlggaz ion toumllteacuteseacutetıl (lehet pozitiacutev ill negatiacutev toumllteacuteseacutenek elıjeleacutetıl fuumlggıen) sugaraacutetoacutelalakjaacutetoacutelszolvataacuteltsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutetıla koumlzeg viszkozitaacutesaacutetoacutelpH-jaacutetoacutel ionerısseacutegtılhımeacuterseacuteklettıl
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
uumlveg feluumllet amp viacutez szilanol csoportokpH gt 25 deprotonaacutelt forma pozitiacutev toumllteacuteseket vonzanak
negatiacutev elektroacuted (katoacuted) feleacute mozognak folyamatos aacuteramlaacutes (dugoacuteszerő aacuteramlaacutesi profil)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
PP
E EK
V
D
D
PC
bdquoinletrdquobdquooutletrdquo
A kapillaacuteris elektroforetikus keacuteszuumlleacutek sematikus rajzaE elektroacuted K kapillaacuteris D detektor P puffertartoacute edeacuteny PC szemeacutelyi
szaacutemiacutetoacutegeacutep V taacutepegyseacuteg
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
micromicromicromicroa = micromicromicromicroe + micromicromicromicroEOF
microa laacutetszoacutelagos mozgeacutekonysaacuteg microe effektiacutev mozgeacutekonysaacutegmicroEOF elektroozmotikus aacuteramlaacutes
Alapesetbemenet +kimenet -
kation komigraacutelanion kontramigraacutel
kation
semleges molekula
anion
ELEKTROFEROGRAM
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
vk
va
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
inlet outlet
katoacuted (-) anoacuted (+) EOF
V
D
va
vk
Fordiacutetott polaritaacutesbemenet -kimenet +
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
bdquofrakcioacutekrardquo toumlrteacutenı szeacutetvaacutelasztaacutes majd kromatograacutefiaacutes analiacutezisbullanalitikaibullszemipreparatiacutevbullpreparatiacutev
keacutetdimenzioacutes GC (2D GC GCxGC)
Kromatograacutefia alkalmazaacutesa mint mintaelıkeacutesziacuteteacutesi leacutepeacutes
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
HPLC nem destruktiacutev detektor frakcionaacutelaacutest koumlvetı tovaacutebbi elvaacutelasztaacutes
off-line eacutes on-line kialakiacutetaacutesLC-GCLC-LC
LC-GC
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
LC-LC
Oszlopvaacuteltaacutesos technika (column-switching)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
A belsı standardbull Alacsony extrakcioacutes hataacutesfok kompenzaacutelaacutesabull Mintaveszteseacutegek (bepaacuterlaacutesnaacutel extrakcioacutenaacutel megkoumltıdeacutes az edeacutenyek falaacuten) kompenzaacutelaacutesabull Injektaacutelaacutes pontatlansaacutegabull Detektorban toumlrteacutenı viselkedeacutes (pl MS-ben ionizaacutecioacute foka)
A bdquojoacuterdquo belsı standardbull Keacutemiailag nagyon hasonloacute legyen a vizsgaacutelandoacute vegyuumllethez
(funkcioacutes csoport helye deuteraacutelt vegyuumllet stb)bull Kromtagraacutefiaacutesan joacutel elvaacutelaszthatoacute
(MS detektor eseteacuteben nem felteacutetlenuumll szuumlkseacuteges)bull Koumlnnyen beszerezhetı olcsoacute
Mennyiseacutegi meghataacuterozaacutes bdquominıseacutegeacutenekrdquo javiacutetaacutesa (pontossaacuteg helyesseacuteg reprodukaacutelhatoacutesaacuteg stb)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)
Robotizaacutelt mintaelıkeacutesziacutetı rendszerek
Elınyoumlk
elveacutegzik az unalmas ismeacutetlıdı munkaacutet
emberi hibateacutenyezık megszőnnek
potenciaacutelisan fertızı illetve kellemetlen mintaacutek kezeleacutese
koumlnnyen dokumentaacutelhatoacutek
flexibilitaacutes
Haacutetraacutenyok
lassabban dolgoznak mint az emberek
karbantartaacutesi igeacuteny
gazdasaacutegossaacutegi felteacutetelek (beszerzeacutesi mőkoumldteteacutesi aacuter)