7419


1.Wymień techniki analityczne wykorzystywane do oznaczania śladów metali w próbkach środowiskowych.

a. AAS - absorpcyjna spektrometria atomowa

b. fotometria płomieniowa

c. emisyjna spektrometria atomowa

d. ICP - MS - spektrometria mas z jonizacją w plazmie sprzężonej indukcyjnie

2.Najlepszą czułością i najniższymi granicami wykrywalności spośród nich charakteryzuje się technika: ICP - MS

Granice wykrywalności dla tej techniki są na poziomie: ppt

Osiągnięcie takiej czułości jest możliwe dzięki:

a. zastosowaniu pułapek jonów badanych, które umożliwiają wysokoselektywną analizę jonów w zależności od ich stężenia i ładunku

b.

3. Atomowa spektrometria absorpcyjna to technika pomiarowa oparta na zjawisku absorpcji promieniowania o specyficznej długości fali przez wolne atomy metali. Procedura pomiarowa polega na wprowadzeniu próbki do aparatu, atomizerem, pomiarze absorbancji i obliczeniu na jej podstawie stężenia.

4. Próbka może być wprowadzona do atomizera w ASA w postaci (Przy każdym punkcie podaj nazwę odmiany techniki ASA):

a. aerozolu FAAS

b. cieczy GFAAS

c. zawiesiny ETAAS

d. ciała stałego ETAAS

5. W jaki sposób w technice spektrometrii cząsteczkowej możesz wyeliminować interferencje pochodzące od nakładania się pasm?

a. zastosowanie promieniowania o max absorpcji dla oznaczanego analitu

b. zastosowanie monochromatorów promieniowania

c. zastosować wydzielanie oznaczanego analitu z matrycy

6. Dzięki jakim rozwiązaniom aparaturowym technice atomowej spektrometrii emisyjnej prowadzić można analizę wielopierwiastkową?

7. Analiza specjacyjna jest to:

Analiza specjacyjna to analiza mająca na celu identyfikację i/lub pomiar zawartości jednej lub kilku form chemicznych pierwiastka w próbie.

8. W analizie specjacyjnej wykorzystuje się techniki sprzężone, tzn:

9. Jakie rodzaje substancji i z jakich względów znajdują się w obszarze zainteresowań analizy specjacyjnej?

Jest to spowodowane występowaniem pierwiastków w różnych formach, różną mobilnością i biodostępnością.

10. W technikach chromatograficznych wykorzystywane są następujące rodzaje oddziaływań pomiędzy agalitem a fazą stacjonarną:

a. adsorpcja

b. powinowactwo jonowe

c. podział substancji między dwie fazy

d.

e.

11. Jakie fazy stacjonarne i fazy ruchome stosowane są w chromatografii odwróconych faz (RP). Do rozdzielania jakich związków zanieczyszczających środowisko stosowana jest ta technika chromatograficzna?

Chromatografia RP jest używana do rozdzielania związków niepolarnych, np. pestycydów niepolarnych. Służy ona do rozdzielania mieszanin substancji istotnie różniących się właściwościami, zarówno polarnych, średniopolarnych jak i niepolarnych.

12. Jakie rodzaje detektorów stosowane są w technikach chromatograficznych?

13. Jednoczesne oznaczanie chloranów (III) (ClO2-), chloranów (V) (ClO3-), bromianów (V) (BrO3-) w wodzie można przeprowadzić metodą: chromatografii gazowej.

14. Kiedy korzystne jest prowadzenie rozdziału chromatograficznego techniką SFC? Jakie są różnice pomiędzy HPLC i SFC?

Chromatografia w stanie nadkrytycznym (SFC) jest korzystna do analizy związków silnie polarnych. SFC jest prowadzona przy pomocy gazu w stanie nadkrytycznym jako fazy ruchomej. Gazem tym może być, np. gaz, który w odpowiednich warunkach ciśnienia i temperatury wykazuje właściwości cieczy i gazu. W HPLC fazą ruchomą stanowi rozpuszczalnik lub ich mieszanina o zdolności elucyjnej odpowiedniej do składników próbki,. Fazy ruchome zmieniają się od niepolarnych cieczy do wodnych roztworów buforowych zmieszanych z rozpuszczalnikiem organicznym.

15. Jakie są główne różnice pomiędzy chromatografią jonową i jonowymienną?

Jonowymienna - stosunkowo długi czas trwania oznaczeń

Jonowymienna - oznaczanie najwyżej kilku jonów

Jonowymienna - eluent o wysokiej sile jonowej (0,1 - 10 M)

Jonowymienna - detekcja z wykorzystaniem klasycznych metod w zależności od oznaczanego składnika

Jonowymienna - próg detekcji ograniczony czułością wybranej metody

Jonowymienna - żywice rozdzielające o dużej pojemności jonowej

16. W jaki sposób należy przygotować próbki powietrza do analizy dioksyn i PCB?

Zanim przystąpi się do analizy dioksyn i PCB należy wydzielić je z powietrza stosując, np. ekstrakcję do fazy stałej lub mikroekstrakcji SPME. Zatężanie i wydzielenie umożliwia uchronienie przed interferencjami w czasie pomiaru.

17. Na czym polega metoda SPME i do analizy jakich związków może być stosowana?

SPME - mikroekstrakcja do fazy stacjonarnej - polega na adsorpcji/ absorpcji a następnie desorpcji związków oznaczanych. Adsorpcja i absorpcja zachodzą na włóknie, np. IBHS, CAR, a desorpcja zachodzi już w odpowiedniej aparaturze do pomiaru. SPME może być używana do analizy lotnych związków organicznych w próbkach wody i powietrza, a także do analizy pestycydów i WWA w próbkach gleby.

SPME jest odmianą SPE, umożliwiająca zatężanie śladowych i ultraśladowych ilości analitów w ciekłych lub gazowych próbkach. Sorbentem jest cienka warstwa substancji polimerowej, takiej jak PDMS, naniesiony na włókno z topionej krzemionki, które jest przyczepione do zmodyfikowanej mikrostrzykawki. Włókno styka się z próbką, a następnie zostaje wprowadzone bezpośrednio do dozownika próbki w chromatografie gazowym lub cieczowym. SPME znajduje zastosowanie szczególnie w analizie wody, analizie środków zapachowych i lotnych w żywności przez pobieranie próbek równowagowej fazy nadpowierzchniowej, do monitorowania jakości powietrza w miejscach pracy.

18. Każdy sensor chemiczny składa się z następujących części:

19. Sygnał analityczny w czujnikach optycznych uzyskuje się w wyniku:

a. w warstwie receptorowej badana wartość jest przetwarzana na sygnał optyczny

b. zamiana informacji chemicznej na sygnał użyteczny analitycznie

c. zajście reakcji oznaczanego analitu z receptorem - informacja chemiczna (np. absorpcja promieniowania lub pomiar luminescencji)

d. Badana wielość polega przetworzeniu w warstwie receptorowej na skorelowany ze stężeniem sygnał optyczny. W warstwie przetwornikowej sygnał zamieniany jest na końcowy sygnał elektryczny.

e. odpowiadają na absorpcję lub fluorescencyjną emisję promieniowania przez anality, wskaźniki lub kompleksy analit - receptor.

20. Sensory optyczne wykorzystywane są w badaniach stanu środowiska do…

Podstawowa różnica pomiędzy sensorem chemicznym a biosensorem polega na….

Podstawowa różnica pomiędzy sensorem chemicznym a biosensorem polega na tym, że biosensory posiadają receptory zbudowane z komórki bakteryjnej, tkanki roślinnej lub zwierzęcej, przeciwciał. Biosensory w przeciwieństwie do sensorów chemicznych są wysoce selektywne i charakteryzują się dużą czułością na mierzony analit; analit łącząc się z receptorem powoduje zaistnienie reakcji chemicznej/ zmiany na receptorze, które następnie jest odbierane na przetwornik i przekształcane na użyteczną analitycznie.

21. W ostatnich latach w analizie środowiska popularne stało się stosowanie metod chemometrycznych. Metody te służą do:

22. Jakie jest chemometryczne podejście do rozwiązywania problemów z zakresu analizy zanieczyszczeń środowiska.

Chemometria - dziedzina chemii wykorzystująca matematykę, statystykę, rachunek prawdopodobieństwa, informatykę oraz teorię podejmowania decyzji do optymalizacji procedur eksperymentalnych w celu uzyskania maksymalnej ilości użytecznej informacji o obiekcie badań na podstawie analizy danych.

Etapy rozwiązywania problemów:

Chromatografia w układzie faz normalnych (NP) - układem faz normalnych nazywa się układ chromatograficzny, w którym faza stacjonarna jest bardziej polarna niż faza ruchoma, a podstawowym zjawiskiem decydującym o rozdzielaniu jest adsorpcja na powierzchni fazy stacjonarnej.

Fazy stacjonarne:

adsorbenty nieorganiczne

-żel krzemionkowy

-tlenek glinu

-tlenek cyrkonu

-siarczan magnezu itp.

fazy wiązne- otrzymuje się je w wyniku modyfikacji polarnych sorbentów nieorganicznych np. żelu krzemionkowego za pomocą:

a) związków chemicznych z grupami

- cyjanową

- aminową

- nitrową

- diolową

- fenolową

b) cyklodekstrynami

Faza ruchoma- eluent

Zazwyczaj dobiera się dwuskładnikowa fazę ruchomą stosując rozpuszczalnik o dużej sile elucyjnej (polarny) i rozpuszczalnik niepolarny, o małej sile elucyjnej (“rozcieńczalnik” eluentu). Eluent w układzie faz normalnych składa się z niepolarnego rozpuszczalnika o małej sile elucyjnej. W wielu przypadkach do fazy ruchomej- niepolarnego rozpuszczalnika dodaje się niewielkiej ilości rozpuszczalnika polarnego (ok. 0,1- 2%).

Zastosowanie układu NP

Generalnie można powiedzieć, że chromatografię w układzie faz normalnych (NP), można stosować do rozdzielania związków niejonowych i raczej nisko oraz średnio polarnych, jako alternatywę dla układów faz odwrócony. Bardzo ważne znaczenie praktyczne ma szczególna “zdolność” układów faz normalnych do wysoce selektywnego rozdzielania izomerów strukturalnych, a w przypadku stosowania chiralnych faz stacjonarnych, do rozdzielanie izomerów optycznych. Na podkreślenie zasługuje zdolność adsorbentów do rozróżniania substancji pod względem polarności grup funkcyjnych. To powoduje, że praktycznie tylko układy faz normalnych znajdują zastosowanie do rozdzielenia mieszanin substancji na klasy związków chemicznych. Rozdzielanie grupowe, np. składników ropy naftowej i produktów ropopochodnych, nasyconych i nienasyconych kwasów tłuszczowych, mono-, di-, i tri-glicerydów itp., może być z powodzeniem wykonywane, tylko, z zastosowaniem układów faz normalnych.

CHROMATOGRAFIA W UKŁADZIE FAZ ODWRÓCONYCH (RP- ang. reversed phase)

Układ faz odwróconych (RP), to taki układ, w którym faza stacjonarna jest mniej polarna

niż faza ruchoma.

Fazy stacjonarne

fazy związne- otrzymywanie niepolarnych faz związanych opiera się na reakcji powierzchniowych grup OH z odpowiednimi silanami.

Fazy stacjonarne stosowane w układzie faz odwróconych, zamiast grup OH, o charakterze kwasowym, mają na powierzchni niepolarne łańcuchy węglowodorowe, ewentualnie alkilonitrylowe, albo podobne. Powierzchnia jest tym bardziej hydrofobowa, im większy jest stopień pokrycia niepolarną fazą stacjonarną oraz im więcej atomów węgla zawiera łańcuch węglowodorowy.

Faza ruchoma- eluent

W chromatografii w układach faz odwróconych fazami ruchomymi są mieszaniny wody i rozpuszczalników organicznych (tzw. modyfikatorów) mieszających się z wodą. Najczęściej stosowane rozpuszczalniki organiczne to acetonitryl, metanol i tetrahydrofuran.

Kolejność elucji

Substancje eluują w kolejności od najbardziej polarnych (ściśle najbardziej hydrofilowych) do niepolarnych (najmniej hydrofilowych), a w szeregach homologicznych od nisko- do wysokocząsteczkowych.

Retencja substancji rośnie ze wzrostem:

- stopnia pokrycia powierzchni związaną fazą organiczną

- długości łańcucha fazy związanej

- hydrofobowości grupy funkcyjnej decydującej o charakterze powierzchni sorpcyjnej

- hydrofobowości substancji rozdzielanych

- zawartości wody w fazie ruchomej

Zastosowanie układu RP

Nazwa „układ faz odwróconych” jest nazwą zwyczajową wynikającą z historii rozwoju chromatografii cieczowej. W początkowym okresie stosowania technik chromatograficznych fazami stacjonarnymi były polarne sorbenty, a fazami ruchomymi mniej polarne rozpuszczalniki (układ faz normalnych). Obecnie chromatografia w układzie faz odwróconych ma ogromny zakres zastosowań, natomiast chromatografie w układzie faz odwróconych stosuje się wyłącznie w omówionych wcześniej przypadkach. RP-HPLC służy ona do rozdzielania mieszanin substancji istotnie różniących się właściwościami, zarówno polarnych, średniopolarnych, jak i niepolarnych.

CHROMATOGRAFIA CIENKOWARSTWOWA/PLANARNA (TLC- ang. Thin layer chromatography)

Chromatografia planarna lub cienkowarstwowa (Thin Layer Chromatography - TLC) jest jednym z przykładów chromatografii cieczowej gdzie rozdzielenie mieszaniny zachodzi na fazie stacjonarnej w postaci cienkiej warstwy. Gdy fazą jest warstwa bibuły jest to chromatografia bibułowa a kiedy mamy do czynienia z warstwą rozprowadzoną na płytce szklanej, aluminiowej lub z tworzywa sztucznego jest to chromatografia cienkowarstwowa. Mechanizm rozdzielenia polega na migracji składników mieszaniny wraz z fazą ruchomą wzdłuż warstwy sorbentu. W zależności od energii oddziaływań składników z fazami wykazują one różny stopień retencji tzn. mają różną drogę migracji i znajdują się w różnych miejscach warstwy. Głównym mechanizmem oddziaływań międzycząsteczkowych jest adsorpcja a najczęściej stosowanymi adsorbentami są żel krzemionkowy, tlenek glinu, krzemian magnezu i krzemian wapnia. Warstwy tych substancji mogą być modyfikowane różnymi związkami chemicznymi, w zależności od użytego czynnika impregnującego otrzymuje się warstwy hydrofilowe lub hydrofobowe. Warstwy hydrofilowe uzyskuje się stosując dimetyloformamid, dimetylosulfoamid, dimetylosulfotlenek a warstwy hydrofobowe stosując substancje takie jak olej parafinowy, skwalan, undekan, olej silikonowy i inne.

Aby uzyskać informacje o rozdzielonych substancjach należy umiejscowić je na warstwie chromatograficznej. Detekcję substancji przeprowadzić można za pomocą metod fizycznych, chemicznych lub biologiczno-fizjologicznych. Do metod fizycznych zaliczyć możemy: fotometrię absorpcyjną, fluorescencję, fosforescencję a w przypadku substancji znakowanych izotopami promieniotwórczymi, metody radiometryczne. Najczęściej stosuje się lampę emitującą promieniowanie UV, ponieważ większość związków organicznych wykazuje absorpcję tego promieniowania. Dodatkową fluorescencje można wzbudzić impregnując warstwy odpowiednim „wywoływaczem”. Na płytce obserwować można tzw. Świecenie plamki.

Detekcja chemiczna polega na przeprowadzeniu badanych substancji w substancje barwne z pomocą reagentów chemicznych, które reagują z wybranymi grupami funkcyjnymi.

Detekcja biologiczno-fizjologiczna wykorzystuje aktywność biologiczną rozdzielanych substancji, gdy są one specyficzne. Metody te służą do oznaczania antybiotyków, insektycydów, fungicydów i innych.

Chromatografia powinowactwa jest szczególnym typem chromatografii adsorpcyjnej,

w której wykorzystuje się wzajemne powinowactwo dwóch substancji. Ze względu na swe

unikalne właściwości pozwala znacznie uprościć procedurę izolowania wybranej substancji,

przy jednoczesnym zachowaniu jej biologicznej aktywności.

Podstawy teoretyczne chromatografii powinowactwa

Interakcja substancji rozpuszczonej w fazie ruchomej z unieruchomionym ligandem

może mieć różny charakter, może to być oddziaływanie pomiędzy:

- hormonem i receptorem,

- enzymem i substratem,

- enzymem i inhibitorem,

- przeciwciałem i antygenem lub haptenem,

- komplementarnymi odcinkami kwasów nukleinowych,

- kwasami nukleinowymi i białkami,

- lektynami i glikoproteinami,

- dopełniaczem i przeciwciałami z grupy IgG, itp.

Warto zwrócić uwagę na to, że w przypadku każdej pary oddziałujących cząsteczek, nie

ma znaczenia, która z nich zostanie wybrana jako ligand. Przykładowo, jeżeli dysponujemy

czystym antygenem możemy wyizolować monospecyficzne przeciwciała poliklonalne

z surowicy odpornościowej, ale działając odwrotnie, możemy wyodrębnić antygen po

przygotowaniu złoża, które zawiera unieruchomione odpowiednie przeciwciała.

Chromatografię powinowactwa przeprowadza się zwykle w dwóch etapach.

W pierwszym etapie przez kolumnę przepuszcza się materiał zawierający molekuły

komplementarne do liganda. Przemieszczające się w obrębie złoża molekuły odnajdują

unieruchomiony ligand i wiążą się z nim. Po odmyciu nieswoiście zaadsorbowanych molekuł

rozpoczyna się drugi etap, w którym dochodzi do dysocjacji powstałych kompleksów i elucji

swoiście związanych makromolekuł. Dysocjacji kompleksów można dokonać w różny

sposób. Można zastosować specyficzny eluent, zawierający kompetytor współzawodniczący

o miejsca wiążące z ligandem. Na przykład plazminogen związany z unieruchomioną lizyną

można odmyć kwasem ε-aminokapronowym, który - podobnie jak lizyna - jest inhibitorem

plazminy, aktywnej formy plazminogenu. Zarówno kwas ε-aminokapronowy jak i lizyna

wiążą się do tego samego miejsca w cząsteczce plazminogenu. Można jednak eluować

związane substancje w sposób niespecyficzny, za pomocą buforów o niskiej lub wysokiej

wartości pH (np. bufor octanowy, bufor węglanowy, itp.), roztworów o wysokiej sile jonowej

(2,5 M roztwór NaCl), czy związków rozrywających wiązania wodorowe (4-8 M roztwór

mocznika, 6 M roztwór guanidyny). Po zakończeniu elucji należy usunąć zastosowane w tym

celu substancje od wyizolowanych makromolekuł. Można to zrobić różnymi metodami, np.

stosując dializę, ultrafiltrację lub filtrację żelową.

Zalety i wady metody chromatografii powinowactwa

Zalety:

- brak ograniczeń w stosunku do objętości nanoszonej na kolumnę próbki oraz do stężenia separowanego materiału w próbce

- możliwość silnego zatężenia izolowanej molekuły

- bardzo wysoka specyficzność

- możliwość uzyskania w czystej postaci molekuł, które często nie mogą być izolowane innymi metodami

- wyizolowany materiał charakteryzuje się bardzo wysokim stopniem czystości pomimo zastosowania tylko jednego kroku preparatywnego.

Wady:

- trudności z uzyskaniem niektórych specyficznych ligandów

- częsta konieczność przygotowania złoża we własnym zakresie

- niska trwałość niektórych ligandów.

Chromatografia jonowa i jonowymienna.

Zastosowanie: Rozdzielanie i oznaczanie nieorganicznych, albo organicznych kationów,

albo/i anionów, a także aminokwasów, peptydów, białek, nukleotydów, sacharydów, amin, alkanoloamin

i innych wysoce polarnych i jonizowalnych, albo trwale spolaryzowanych oraz silnie

polaryzowalnych substancji, m. in. takich, jak w/w cukry, peptydy itd. W przypadku wykorzystywania

dla substancji makromolekularnych należy zapewnić taką wielkość porów wymieniacza

jonowego (w zakresie 300 do 1000, a nawet 5000 ), aby cząsteczki rozdzielanych substancji

miały możliwość penetrować wszystkie pory wype³nienia.

TYPY WYMIENIACZY JONOWYCH

a. Kationit (kwas związany na powierzchnią porów wypełnienia kolumny): mocny, średni, albo

słaby - konkurencyjne oddziaływania z kationami: H+, Na+, K+, Ca2+

b. Anionit (zasada związana na powierzchni wypełnienia kolumny): mocny, średni, albo

słaby - konkurencyjne oddziaływania z anionami: OH-, Cl-

c. wymieniacze jonów z dodatkowymi oddziaływaniami sorpcyjnymi, np. jednocześnie grupy

typu C18 oraz -SO3H, albo/i NR4 +OH.

Fazy stacjonarne (jonity) stosowane w HPIC.

Jonit

Grupa jonowymienna

Anionity :

Silnie zasadowe

-N+(CH3)3 ,-N+(CH3)2C2H4OH

Średnio i słabo zasadowe

-NH2, =NH, -N+R2H, -N+RH2

Kationity:

Silnie kwasowe

-SO3-, -PO32-

Średnio kwasowe

-COO-

Słabo kwasowe

-CH2N(CH2COO-)2

Bardzo słabo kwasowe

-OH

Amfoteryczne

-COO- i -N+(CH3)3 równoczeoenie, albo inne




Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
7419
7419
7419
7419
7419
7419
7419
08 FIZJOLOGIA ROŚLINid 7419 pptx

więcej podobnych podstron