Wykorzystanie techniki SPE do oczyszczania ekstraktu

31  Download (0)

Pełen tekst

(1)

Wykorzystanie techniki SPE do oczyszczania ekstraktu

dr in

Ŝ

. Agata Kot-Wasik

(2)

Głównym celem przygotowania próbki jest:

• selektywna izolacja analitów;

• wzbogacanie;

• frakcjonowanie;

• derywatyzacja (konwersja chemiczna analitów);

• oczyszczanie ekstraktu.

CEL PRZYGOTOWANIA PRÓBKI

oczyszczanie ekstraktu.

(3)

W celu oczyszczenia uzyskanych ekstraktów stosuje si głównie takie techniki, jak:

• ekstrakcj ciecz-ciecz (LLE),

• ekstrakcj do fazy stałej (SPE),

• kolumnow chromatografi cieczow

• chromatografi wykluczania (GPC, SEC).

(4)

Ekstrakcja do fazy stałej

(SPE- ang. solid phase extraction)

Polega na przepuszczeniu ciekłej próbki przez zło Ŝe sorbentu i adsorpcji oznaczanych zwi zków na tym złoą Ŝu.

Po tym etapie mo Ŝna wprowadzi

ć

etap oczyszczania, wówczas zło Ŝe kolumienki przemywa si ę rozpuszczalnikiem usuwaj c interferenty.ą

Proces ten przeprowadza si ę zanim anality b ęd wyeluowane za pomocą ą strumienia wła

ś

ciwego eluentu.

(5)

Ekstrakcja do fazy stałej

(SPE- ang. solid phase extraction)

Etap oczyszczania ekstraktów ma na celu tak Ŝe selektywn elucją ę ze zło Ŝa izolowanych analitów z jak najmniejsz iloą

ś

ci interferentów.ą

(6)

Ekstrakcja do fazy stałej

(SPE- ang. solid phase extraction)

Najwa Ŝniejszymi aspektami oczyszczania s wią ęc:

- dobór zło Ŝa (sorbentu)

- dobór rozpuszczalnika eluuj cego,ą - wła

ś

ciwe przygotowanie odpowiedniego zło Ŝa (aktywacja poprzez wygrzewanie i okre

ś

lony sposób deaktywacji zło Ŝa)

(7)

TYP SORBENTU SYMBOL FAZA STAŁA POLARNOŚĆ/ KLASYFIKACJA ZWIĄZKU

C-2 śel krzemionkowy modyfikowany grupami etylowymi

C-8 śel krzemionkowy modyfikowany grupami octylowymi

C-18 śel krzemionkowy modyfikowany grupami oktadecylowymi

Ph śel krzemionkowy modyfikowany grupami fenylowymi

Nie-polarny

CN śel krzemionkowy modyfikowany grupami cyjanopropylowymi

Związki niepolarne i średnio polarne

CN śel krzemionkowy modyfikowany grupami cyjanopropylowymi

Si śel krzemionkowy Diol Diol

Florisil Dwutlenek magnezu Polarny

NH2 śel krzemionkowy modyfikowany grupami cyjanopropylowymi aminopropylowymi

Związki polarne

CN Cyanopropylosilika Ŝel Kationy

NH2 śel krzemionkowy modyfikowany grupami

cyjanopropylowymi aminopropylowymi Słabe aniony, kwasy organiczne

SCX Kwas sulfonowy Mocne kationy, zasady organiczne

SAX Czwartorzędowa amina Mocne aniony, kwasy organiczne Wymieniacz

jonowy

WCX Słaby wymieniacz kationowy Słabe kationy

(8)

HEKSAN IZOOKTAN

TETRACHLOROMETAN CHLOROFORM

DICHLOROMETAN TETRAHYDROFURAN ETER DIETYLOWY OCTAN ETYLU ACETON DIOKSAN ACETONITRYL IZOPROPANOL METANOL WODA

KWAS OCTOWY

R O S N Ą C A P O L A R N O Ś Ć

{ {

Oktadecyl (C18) Oktyl (C8) NIEPOLARNY Butyl (C4)

Cykloheksyl Fenyl (Ph)

Cyjanowy (CN) śel krzem. (SiOH) POLARNY Aminowy (NH2)

Florisil (MgSiO3) Tlenek glinowy (Al2O3)

I i II rzędowe aminy WYMIENIACZ (NH2/NH)

ANIONOWY (N+)

WYMIENIACZ -COOH

KATIONOWY Ph-SO3H

MOC ROZPUSZCZALNIKÓW POLARNOŚĆ SORBENTÓW

R O S N

Ą

C A

P O L A R N O SĆ

SPE

(9)

FLORISIL

krzemian magnezu SiO2+MgO,

polarny, zaliczany do amfoterycznych, bardziej kwa

ś

ny charakter od aluminy i Ŝelu krzemionkowego.

Przygotowanie przed u

Ŝ

yciem:

1. aktywacja poprzez wygrzewanie w temperaturze 130ºC przez noc w naczyniu szklanym przykrytym foli ą aluminiow ą, 2. ostudzenie w eksykatorze,

3. deaktywacja 2% wody

(10)

FLORISIL

Przygotowanie przed u

Ŝ

yciem:

1. aktywacja poprzez wygrzewanie w temperaturze 130ºC przez noc w naczyniu szklanym przykrytym foli ą aluminiow ą, 2. ostudzenie w eksykatorze,

3. deaktywacja (2% wody)

(11)

FLORISIL

Zastoswanie:

izolacja hydrofilnych, polarnych substancji z niewodnych, niepolarnych mieszanin, analiza próbek zawieraj cych duą Ŝo lipidów, wosków lub olejów,

adsorpcja pestycydów z próbek

ś

rodowiskowych, głównie chlorowanych, oznaczanie herbicydów w Ŝywno

ś

ci i paszach, oznaczanie PCB w oleju transformatorowym,

rozdział zwi zków azotowych od wą ęglowodorowych,

separacja zwi zków aromatycznych od mieszanin alifatyczno-aromatycznychą szeroko wykorzystywany w metodach AOAC i EPA

(12)

ALUMINA

tlenek glinu Al2O3

mechanizm retencji zwi zany jest z oddziaływaniami kwas-zasada ą (Al2O3 jest kwasem Lewisa), polarno

ś

ci i wymianą jonową ,ą sorbent polarny

wyró Ŝnia si ę trzy rodzaje:

kwa

ś

na Al-A, pH 4,5, słaby kationit, zasadowa Al-B, pH 10, neutralna

(13)

ALUMINA

Przygotowanie przed u

Ŝ

yciem:

1. aktywacja poprzez wygrzewanie w temperaturze 130ºC przez noc w naczyniu szklanym przykrytym foli ą aluminiow ą, 2. ostudzenie w eksykatorze,

3. deaktywacja w zale Ŝno

ś

ci od wymaganego stopnia:

0 - 0%

I – 2,6%

II – 5%

III – 8,4%

IV – 15%,

(14)

ALUMINA

Zastoswanie:

WWA,

nitrozoaminy, alkaloidy, steroidy, terpeny,

zwi zki alifatyczne i aromatyczne,ą analiza odpadów rafineryjnych,

izolacja hydrofilnych substancji z niewodnych mieszanin

(15)

EL KRZEMIONKOWY

jako grupa funkcyjna obecna jest –OH:

najbardziej polarny sorbent zaktywowany jest lekko kwa

ś

ny

mechanizm retencji zwi zany z tworzeniem sią ę wi zaą

ń

wodorowych lub oddziaływa

ń

dipol – dipol

poprzez zamian ę grupy funkcyjnej otrzymano szerok gamą ę sorbentów o ró Ŝnorodnych wła

ś

ciwo

ś

ciach

(16)

EL KRZEMIONKOWY

Przygotowanie przed u

Ŝ

yciem:

1. aktywacja poprzez wygrzewanie w temperaturze 130ºC przez noc w naczyniu szklanym przykrytym foli ą aluminiow ą, 2. ostudzenie w eksykatorze.

Łatwy do regeneracji (ze wzgl ędu na słabe siły adsorpcji)

(17)

EL KRZEMIONKOWY

Zastoswanie:

matryce - polarne organiczne rozpuszczalniki, oleje i lipidy,

izolacja WWA, PCB, zderywatyzowanych fenoli, chloroorganicznych pestycydów, zatrzymywanie polarnych zwi zków,ą

elucja przeprowadzana jest poprzez zmian ę siły rozpuszczalnika

(18)

ABC przygotowania kolumienki do oczyszczania

1. 2.

Umieszczenie waty szklanej na ko

ń

cu (wylocie) kolumny

Wprowadzenie sorbentu do kolumienki

(19)

ABC przygotowania kolumienki do oczyszczania

3. 4.

Ubicie zło

Ŝ

a Wprowadzenie pozostałej reszty

sorbentu do kolumienki

(20)

ABC przygotowania kolumienki do oczyszczania

5. 6.

Ubicie zło

Ŝ

a Wolna przestrze

ń

nad zło

Ŝ

em (3-4cm)

Wolna przestrze

ń

Wata szklana

(21)

ABC przygotowania kolumienki do oczyszczania

7. 8.

Wprowadzenie rozpuszczalnika (bardzo powolne) - zwil

Ŝ

anie

Obserwacja i dodawanie rozpuszczalnika

(22)

ABC przygotowania kolumienki do oczyszczania

9. 10.

Przyspieszenie zwil

Ŝ

ania zło

Ŝ

a Zako

ń

czenie zwil

Ŝ

ania zło

Ŝ

a

(23)

ABC przygotowania kolumienki do oczyszczania

11. 12.

Kolumienka jest gotowa do u

Ŝ

ycia;

na tym etapie kolumienk ę mo

Ŝ

na pozostawi

ć

.

Wprowadzenie próbki/ekstraktu do oczyszczania - metoda mokra

(24)

ABC przygotowania kolumienki do oczyszczania

13.

Zwi ększenie nat ę

Ŝ

enia przepływu cieczy przez zło

Ŝ

e sorbentu

(25)

ABC przygotowania kolumienki do oczyszczania

Zbieranie ekstraktu

(26)

Typ kolumienki do SPE Zastosowanie CN/SiOH

CN SiOH

WWA z gleby - oczyszczanie ekstraktów heksanowych

selektywna adsorpcja WWA poprzez wiązania n-n, potem elucja acetonitrylem

usuwanie związków polarnych

NH2/C18

NH2 C18

Wzbogacanie WWA z wody usuwanie kwasów humusowych wzbogacanie WWA

SiOH-H+/SA (SiOH)

górna warstwa Ŝelu krzemionkowego impregnowana jest H2SO4, dolna warstwa to silnie

kwaśny wymieniacz kationowy z grupy kwasu benzenosulfonowego

SiOH-H+

SA

PCB z olejów - oczyszczanie ekstraktów heksanowych wg niemieckiej normy DIN 51 527

utlenianie związków towarzyszących do związków jonowych i/ lub polarnych

usuwanie związków jonowych oraz związków siarki

SA/SiOH

górna warstwa Ŝelu krzemionkowego to silnie kwaśny wymieniacz kationowy z grupy kwasu

benzenosulfonowego, dolna warstwa to Ŝel krzemionkowy

SA SiOH

PCB z olejów przepracowanych - oczyszczanie ekstraktów heksanowych

usuwanie związków jonowych oraz związków siarki usuwanie związków polarnych

NAN

SiOH-AgNO3

PCB ze szlamów – oczyszczanie ekstraktów heksanowych

usuwanie siarki, związków siarki oraz związków polarnych

(27)

Inne techniki stosowane do oczyszczania ekstraktu

Chromatografia wykluczania

(Size Exclusion Chromatography – SEC, Gel Permeation Chromatography - GPC) czy

Ŝ

elowa

wykorzystuje efekt sita molekularnego jako zjawisko umo

Ŝ

liwiaj ce podziałą ekstraktu na frakcje

Główne zastosowania : rozdzielanie substancji ró

Ŝ

ni ących si ę mas ą cz steczkową , a wią ęc wielko ści czą ąsteczek

do oznaczania rozkładu masy cz steczkowej badanego materiałuą do otrzymywania frakcji o zró

Ŝ

nicowanej wielko ści cz steczeką do odsalania

do wyodr ębnienia frakcji o okre ślonym zakresie masy cz steczkoweją

(28)

Inne techniki stosowane do oczyszczania ekstraktu

Chromatografia wykluczania cd.

Wypełnienie kolumny chromatograficznej wykorzystywanej w tym celu składa si ę z porów o du

Ŝ

ych rozmiarach, przez które płynie ciecz i z mikroporów, w których ciecz praktycznie nie płynie.

Mechanizm rozdzielania w chromatografii

Ŝ

elowej wykorzystuje zró

Ŝ

nicowanie dróg i czasu dyfuzji cz ąsteczek o zró

Ŝ

nicowanej wielko ści i masie cz ąsteczkowej w przestrzeni porów wewn trz ziaren wypełnieniaą kolumny, albo w mikroporach kolumny monolitycznej.

(29)

Inne techniki stosowane do oczyszczania ekstraktu

Chromatografia wykluczania cd.

(30)

Inne techniki stosowane do oczyszczania ekstraktu

Chromatografia wykluczania cd.

(31)

NIE MA JEDNEJ UNIWERSALNEJ

IDEALNEJ TECHNIKI UMO LIWIAJ CEJ

OCZYSZCZENIE EKSTAKTU

Obraz

Updating...

Cytaty

Powiązane tematy :