WSPÓLCZESNE WYZWANIA CHEMII ANALITYCZNEJ:

Chemia anal. Jest dyscypliną naukowa, której zadaniem jest rozwiązanie i zastosowanie metod, instrumentów strategii w celu uzyskania informacji o składzie materiałów materiałów ich zależności od czasu i przestrzeni. Celem analizy chemicznej może być albo poznanie pierw. Chemicznych stanowiących matrycę albo tez wykazanie stosunków, stosunków jakich ciała proste wchodzą w jej skład. W pierwszym razie analiza jest jakościowa, w drugim ilościowa.

ZAKRESY DZIAŁALNOŚCI ANALITYCZNEJ:

Zakres-zdolonośc łączenia poznawczego i aplikacyjnego.1) zakres: wykorzystanie nowych zjawisk i nowych procesów do chemii analitycznej, opracowanie zdolności funkcyjnych między sygnałem a stężeniem, określanie rodzajów, wielkości, mechanizmów, interferencji, opracowanie procesów oznaczania dla dotychczasowych nieoznaczonych analitów, eliminacja błędów przypadkowych i systematycznych.2) zakres: stosowanie znanych i wypróbowanych metod analitycznych do charakterystycznych nowych obiektów, np. w analizie próbek środowiskowych. Jakkolwiek nie wnosza istotnych elementów nowości naukowych, analityk jest gwarantem staranności i prawidłowego wykonania.3)zakres: Rutynowe badania-wg norm, standardów itp.-laboratoria przemysłowe, ochrony środowiska, lab. Kliniczne.

PRZYSZŁOŚĆ CHEMII ANALITYCZNEJ: 1) technologie wykorzystujące technikę (enzymatyczne, immunochemiczne, mikrobiologiczne) 2) nowe procedury analityczne dla farmacji, rolnictwa, kryminologii, archeologii, historii, sztuki lecz również dla przemysłu. 3) w analizie przemysłowo-automatycznych procedur (wyeliminowanie konieczności zatrudnienia pracown, wykorzystuje rutynowe oznaczenia). 4) metody przepływowe miniatury. Aparatury. 5) czujniki chemiczne i biochemiczne

ANALITYKA CHEMICZNA-PROBLEMY, WYZWANIA:

Trzy obszary i techniki, znaczenie i obszar zastosowania metod analitycznych powiększa się szczególnie szybko: 10 wyznaczanie substancji o bardzo wysokiej czystości (materiały reaktorowe, półprzewodniki, odczynniki chemiczne i biochemiczne) 20 biochemia i inżynieria genetyczna, 3) ochrona środowiska.

KLASYFIKACJA ANALITU ZE WZGLĘDU NA POZIOM ICH STĘŻEŃ W PRÓBCE:

SKŁADNIK SUBMIKROSLADOWY	STĘŻENIE ANALITU
ultraśladowy	< 100 ppt [ <10^-8 %]
mikrośladowy	<100 ppb [<10^-6 %]
śladowy	< 1 ppm [ <10 ^-4%]
Uboczny (domieszka)	<1 %
główny	1-100 %

CHARAKTERYSTYKA WSPÓŁCZESNEJ CHEMII ANALITYCZNEJ:

1. jak dużo-analiza składu:jakościowa i ilościowa

2. analiza strukturalna : przykład budowy strukturalnej: * nanostruktura [0,1-1000nm],

* mikrostruktura [1-1000nm], * makrostruktura [min 1 mm]

3) analiza specjacyjna: specjacja fizyczna i specjacja chemiczna :przesiewowa, grupowa, dystrybucyjna, chóralna, indywidualna.

40 analiza topochemiczna: określa rozmieszczenie analitu wew. Badanego materiału. Szczególny przypadek-analiza powierzchni

OZNACZANIE CORAZ NIŻSZYCH STĘŻEŃ ANALITÓW O ZŁOZONYM SKŁADZIE MATRYCY:

1. Wykorzystywanie nowych rodzajów detektorów detektorów czujników(bioczujniki tez) które charakt. Się: - niska granicą wykrywalności; - wysoką selektywnością lub nawet specyficznością

2. Opracowanie nowych technik przygot. Próbek do etapu oznaczeń końcowych

3. Wykorzystanie technik łaczonych w analityce. Złozone systemy analiz. Składaja się często z 3 elem. Połaczonych w układ on line :1. układ do wstępnego przygotowania próbki(spe), 2. ukł. Specjacyjnego najczęściej gc, hplc,3. odpowiedniego systemu detekcyjnego GC→Ir ir-podczerwień, gc-chromatografia gazowa, Gc→FTIR; HPLC-HS-MS

ETAPY PRZYGOTOWANIA PRÓBEK DO OZNACZEŃ KOŃCOWYCH:

ZADANIA	SPOSÓB REALIZACJI
Zapewnienie stabilności próbki na etapie transportu i przechowywania	Konserwacja chemiczna , termiczna, liofilizacja
Uzyskanie homogeniczności pobranej próbki	Mielenie, mieszanie, analiza sitowa
Usunięcie składu	Odpylanie (próbka gazowa), usuwanie zawiesiny(pr. Ciekłe) osuszanie próbek, odtlenianie próbek, usuwanie skł. reaktywnych
Chemiczna konwersja analiz.(derywatyzacja) do postaci łatwej do izolacji, rozdzielenie skł. Mieszanin, wykrywanie i oznaczenia ilościowego	Derywatyzacja na sit. (w trakcie pobierania próbek analitów) derywatyzacja w kolumnie, derywatyzacja w wycieku z kolumny
Wymiana matrycy próbki na matrycę „przyjazną” w stosunku do stosowanych przyrządów pomiarowych	Ekstrakcja analitów z próbki przy użyciu:-strumienia gazu płuczącego; - odp. Rozpuszczalnika - urządzeń membranowych; - desorbera
Podniesienie stężenia analitu w próbce do poziomu uzmozliw. Przeprow. Analizy ilościowej	Wykorzystanie szerokiego spektrum technik wzbogacania analitów (w wielu przypadkach operacja ta jest połączona z etapem wymiany matrycy)
Zmniejszenie ilości używanych odczynników (odczynników tym także rozpuszczalnika)	Wykorzystanie tzw bezrozpuszczalnikowych technik przygotowywania próbek, zmniejszenie skali oznaczeń. Wprowadzenie do praktyki analiz. Systemów całkowitej analizy chemicznej

SPOSOBY ELIMINACJI LUB ZMNIEJSZ. WPŁYWU RÓŻNYCH CZYNNIKÓW NA ZMIANY STĘŻENIA SKŁADNIKÓW SLADOWYCH W BADANEJ PRÓBCE:

CZYNNIK ODDZIAŁ. NA STĘŻENIE	PRZECIWDZIAŁANIE
Kontakt próbki z pow. laboratoryjnymi	Hermetyzacja, komory manipulacyjne i czyste pomieszczenia
Pozostałości skł. Miesz. Do mycia naczyń	Właściwe środki myjące
woda	Dejonizacja, destylacja
Stosowanie rozpuszczalników odczynników	Odczynniki wysokiej czystości, dodanie odczynn. W ilości jakiej jest niezbędny
Kontakt z analitykiem	Odzież ochronna
Odparowanie lotnych składników	Hermetyzacja naczyń o wł. Obj. Napełnieniem nad korek
Procesy adsorpcji, desorpcji składników śladowych na ściankach	1. stosowanie naczyń wykonanych z odp. Materiałów 2. specjalne przygotowanie powierzchni naczyn(dezaktywacja) przez: * silanizacja, * elektropolerowanie, * elektropasywacja, * obniżenie temp. Przechowywanych próbek i roztworów
Adsorpcja skł. 9 analitycznych, organicznych) na powierzchni pokrytej teflonem	Zastosowanie innej metody, zastosowanie mieszadełka pokrytego szkłem
Adsorpcja analitu na zawiesinie	Wstępne usuwanie zawiesiny prezez: dekantacja, filtracja, odwirowanie
Wytracanie osadów	Zakwaszanie próbki
Wyługowanie skł. Z materiału naczyńka	Stosowanie naczyń wyk z odp. materiału
Permeacja9przenikanie) skł pow. Do roztworu	Stosowanie naczyń z tworzyw o niskiej wart. Stałej przenikalności w stosunku do skł. Roztw. Grubościennych naczyń z tworzyw sztucznych
Reakcje analiz. Z materiałem naczyńka	Specjalne przygotowanie naczyń
Reakcje chem. Pomiędzy skł. roztworu	Obniżenie temp. R-ru wstępne przygot. Przez derywatyzację
Fotodegradacja	Przechowa. Próbek bez dostępu światła
biodegradacja	Dodatek biocydów

PROCES ANALITYCZNY:

1. CZAS WYKONANIA; pobieranie i przygotowanie próbki 67%, obróbka danych 27%, pomiar 27%

2. ŹRÓDŁA BŁĘDÓW; obróbka danych 10%, pomiar i kalibracja 30%, pobieranie i przygotowanie próbki 60%

Proces analityczny rozpoczyna się od postawienia problemu i kończy się na analizie wyników. ZAGADNIENIA OGÓLNE: badania wł. Materiałów(np. stal, stopy0; oddziaływanie materiału na środowisko; badania jakości środowiska przyrodniczego(konkretne elementy, transport zanieczyszczeń w przyrodzie); analiza kliniczna; badania podstawowe dotyczące struktury materii i poznawania procesów życiowych;

INFORMACJE KONIECZNE DO SFORMUŁOWANIA PROBLEMU:

Czy jeden analiz, czy więcej; stan skupienia; ilość i dostępność materiału; inf. O sposobie pobierania próbki; czy pojedyncza próbka czy seria, pomiary ciągłe monitorowanie; czas analizy; jaka jest dopuszczalna niepewność pomiarów; wysokość kosztów analizy.

POBIERANIE PRÓBEK: właściwości badanego obiektu; jakie anality będziemy oznaczać; jakich zawartości potrzebujemy.

PRZETWARZANIE PRÓBKI: przewidywanie techniki metody do oznaczenia; sposób rozdrabniania próbek; materiał do przechowyw. I przetwarzania próbek; przewidywanie interferencji; przeprowadzenie próbek do roztworu 9 tylko jednorodne); wykorzystanie metod rozdzielania i zatężania.

POMIAR; ogólnie stosowane techniki analityczne; techniki sprzężone

OPRACOWANIE WYNIKÓW POMIAROWYCH: ocena statystyczna wyników; oszacowanie błędów pomiarowych; oszacowanie błędów całego procesu analit.

INTERPRETACJA WYNIKÓW: wyciąganie wniosków; sprawozdanie; dokumentacja każdego etapu procedury.wykres

KRYTERIA WYBORY TECHNIKI ,METODY I PROCEDURY ANALITYCZNEJ:

Technika analityczna- zespół metod analitycznych wykorzystujących to samo zjawisko fizycznenp aas woltamperometria. Metoda analityczna-konkretny sposób oznaczania analitu za pomoca danej techniki, wykorzystując określone postepowanie np. oznacz. Ca w wodach za pomocą elektrody jonoselektywnej ( technika potencjometrii), procedura analityczna- szczegółowy sposób postepowania uwzględniający np. uzywane stęz i obj odczynników, szczegółowe war. Pobierania próbki, sporządzanie wykresu itd. Procedura jest opisana w normach i instrukcjach. Należy bezwarunkowo przestrzegac przpis.

DOBÓR PROCEDURY POSTEPOWANIA: KRYTERIA DECYDUJĄCE O JAKOŚCI WYNIKU, KRYTERIA EKONOMICZNE:

1. stan skupienia obiektu: próbki stałe-reprezentatywność, jednorodnośc materiału, próbki gazowe-bezpośrednia, monitoring GC lub absorpcja subst. W r-rach lub na stałym sorbencie

2. zakres zawartości analitu: miareczkowanie, spektrofotometrycznie, AAS

3. obecność interferentów-interferencje spektralne można eliminować stosując aparaturę o większej zdolności rozdzielczej

4. precyzja i dokładność oznaczenia, niedokładne np. testy papierkowe lub jednorazowe próbniki, w analizach środowiskowych; duża dokładność np. pH krwi 7,4+-0,1

5. jaki analiz jest celem analizy np. całkowita zaw, Hg-CvAAS; metylowe pochodzenie GC

6. koszty inwestycyjne-najlepiej wykorzyst. Przez 24h na dobę - starzenie się aparatury

7. koszty eksploatacyjne- odczynniki, energia, koszty uzyskiwania prózni, zuzywanie gazów

8. koszty osobowe-gdy tzw. Siła robocza-prostsze metody, zautomatyzowanie(spekol)

metody elektrochemiczne-tańsza aparatura, personel epiej wyszkolony

9. ochrona środowiska - minimalizacja ścieków i odpadów

10. metody nieniszczące - w kryminalistyce, analizie sądowej, materiały cenne i zabytkowe

SELEKTYWNOŚC I INTERFERENCJA:

Metoda(procedura specyficzna)-gdy sygnał analiz. Nie jest zakłócony przez inne układy.

Selektywność-charakteryzuje zakres, w jakim obecne w próbce analitycznej inne , poza analitem substancje wpływają na wynik oznaczenia analitu. Metodę analityczna uważa się za selektywna, gdy jedynie niewiele współobecnych skł. Może zakłócaćotoczenie

POPRAWA SELEKTYWNOŚCI:

1. wstępne rozdzielenie próbki np. Ca ²⁺ w manganometrii oddziela się Fe i Al.-nastepnie straca się CaC2O4

2. maskowanie czynników przeszkadzających

3. przeszkadzających UV - dobór odpowiedniej długości fali lub zmiana pH ( widma się przesuwają), dodatek czynników maskujących(np. ditizen, powstają trwałe kompleksy dod Np. NaCN) rejestracja pochodnych widm (spektroskopia różnicowa, pochodna)

4. oddzielenie analitu metodami chromatograficznymi

5. w metodzie polarografii przekształcenie sygnału prądowego w sygnał pochodny d i d/E

INTERFERENCJA; Gdy skł. Próbki oddziałuje na sygnał analitu, a wiec na dokładność pomiaru; skł. Nie wzgl.. w procedurze sporządzania wykresu analitycznego to interferent

TYPY INTERFERENCJI:

1. SM - zachodzące wg tego samego mechanizmu jak powst. Sygnału analitu

- nakładanie się sygn.widm absorpcji w UV/VIS

- r. elektrochem. Interferenta w polarografii przy potencjale zbliżonym do potencjału reakcji analitu

- wystepowanie piku chromatograficznego pry tym samym czasie retencji

2) DM-zachodzace wg odmiennego mechanizmu niż generowanie sygnału analitu; często jest to związane z r. chem., która wiąże lub usuwa analiz itp.

- przy oznaczaniu Cu²⁺ jony CN- wiążą miedź w trwały kompleks Cu(CN)₂

- przy ozn. Ca²⁺ metodą fotometrii płomieniowej P i Al. Wiążą Ca w termicznie trwałe fosforany i gliniany wapnia

3) NS-niespecyficzne np. pojawienie się osadu, który może adsorbować analiz i usunąć go ze środowiska reakcji lub wywołać rozproszenie swiatła; niespecyficzna adsorpcja na elektrodzie podczas pomiarów woltamperometrycznych

METODY POPRAWY SELEKTYWNOŚCI:

1. dodatek buforów lub modyfikatorów matrycy

2. metoda dodatku wzorca

3. metoda dodatku wzorca kolejne rozcieńczenie

4. procedury chemometryczne-wyznaczanie eksperymentalnie udział wzorca w zmianie sygnału analitu i konstruuje odpowiedni program pozwalający na skorygowanie tego sygnału

5. sporządzenie wykresu analitycznego (wykres funkcji kalibracji) na podstawie próbek uwzględniających zawartość interferentów

ANALIZA PROCESOWA: 1) badanie skł. Chem. W czasie ( niekoniecznie w odniesieniu do kontroli procesów przemysłowych). 2) Procesy zachodzące w środowisku naturalnym, powodujące zmiany składu chemicznego wód, ścieków, gleb, powietrza. 3) procesy zachodzące w żywych organizmach, np. ciągły pomiar składu płynów ustrojowych podczas zabiegu operacyjnego. Monitoring-system kontrolno - decyzyjny.

1.WYMÓG: Zgosność parametrów pomiaru analitycznego z charakterystyką badanego procesu tzn. szybkość zmian w badanym układzie musi być mniejsza od szybkości dostarczenia informacji analitycznej.

2. DOBÓR POSTĘPOWANIA ANALITYCZNEGO: 1)szybkość zmian zachodzących w badanym procesie; 2) czas odpowiedzi systemu analitycznego 3) pobieranie próbki 4) ewentualne przygotowanie próbki do pomiaru (np. usunięcie interferentów, rozdział chromatograficzny) Optymalne to stosowanie czujników (sensorów) Wymóg: precyzja. W analizie przemysłowej pomiar pH za pomocą czujników potencjometrycznych, analiza metodą GC.

ANALIZA PRZEMYSŁOWA:

1. OFF LINE - poza linią produkcyjną - próbka indywidualna z ciągu produkcyjnego i transport do laboratorium. Opóźnienie w czasie; wykorzystanie do sprawdzenia gotowych produktów; wysokiej jakości aparatura.

2. 2) ON LINE - podłączone do systemu; analiza w trakcie prowadzenia procesu, pomiary elektrochemiczne, elektrody, sensory

3. IN LINE - nieinwazyjny, unika się kontaktu czujnika z badanym materiałem, metody spektralne: IR, NMR, spektroskopia odbiciowa i mikrofalowa; współdziałanie interdyscyplinarne:analityk+elektronik+technolog

4. CD ON LINE - najmniej używane; elektrody - gdy śledzimy pH procesu ; chromatografy

5. AT LINE - pobieramy próbkę, obok miejsca pobierania próbki aparat badający - nie transportujemy do laboratorium; najczęściej spektrofotometry; np. oznaczanie S, C

MONITORING-analiza tlenków, pyłów np. na Śląsku; jest to analiza procesowa

PROTEOMIKA:

1. globalna analiza białek w organizmach czyli identyfikacja, badanie struktury, funkcji i wzajemnych interakcji biomolekuł.

2. Analiza proteomu, czyli całkowity skład białkowego organizmu. Identyfikacja, badanie funkcji i wzajemnych interakcji białek

3. PROTE in Complement of the genome - komponentna białkowa kodowana przez genom ?

4. Ultraszybkie i czułe techniki separacji białek; bioinformatyka, inżynieria materiałowa, metody krystalograficzne i spektroskopowe

5. Cel: poszukiwanie markenów??? procesów chorobowych w celu znalezienia leków

6. Mechanizmy patogenezy mogą powodować zmiany w profilu białkowym komórek - oddzielanie różnie prowadzi do zrozumienia procesów molekularnych

7. Powiązanie między aktywnością genów, biosyntezą i ich funkcją a patofizjologią

DLACZEGO PROTEOM?? 1) w tradycyjnych metodach izoluje się białko jedno i stara się określić jego strukturę, sekwencję, funkcję biologiczną. 2) proteomika analizuje strukturę, funkcję wszystkich białek wykorzystując szereg różnych metod 3) szybsza i czasem mniej dokładna, istnieją w niej artefakty (błedy)

OGÓLNA STRATEGIA ANALIZY BIAŁEK:

próbka⇒rozdzial na 3⇒trawienie enzymatyczne⇒analiza⇒białko 1,2,3 identyfikacja

SCHEMAT STRATEGII ANALIZY PROTEOMU:

Zbieranie i przechowywanie materiału do badań⇒rozdział białek w próbce⇒identyfikacja białek

Sekwencjonowanie chemiczne sekwencjonowanie

Techniką MS

Bioinformatyka

Badanie struktury 2,3, 4 rz. Białek badanie funkcji

WSPÓŁCZESNE WYZWANIA: 1) określenie funkcji białek, poszczególnych genów, roli białek przez nie kodowanych, tzw funkcjonalny proteom 2) w org. Ludzkim jest ok. 60 000-70000 białek (poznanych jest ponad 100); po uwzględnieniu modyfikacji posttranslacyjnych np. acetylacja, amidacja itp., może ich być ok. 700000. 3) izolacja, identyfikacja, ustalenie modyfikacji, struktury przestrzennej:wyzwanie 4) stęz. Zw, endogennych w org. Żywych np. hormony - nanomole 10 ^-9 m, neuroprzekaźniki - pikomole 10^-12 m , neuropeptydy - femtomole 10 ^-10 m.

STRATEGIA ANALIZY PROTEOMU: 1) ultra czułe i finezyjne techniki analityczne oraz gruntowna wiedza , 2) całą analiza zazwyczaj w 1 kropli roztworu (poniżej 5 mikrolitrów) ze względu na ograniczną dostępność materiału biologicznego i konieczność zagęszczania, 3) praca na granicy czułości aparatu - problem w przypadku identyfikacji zw. Endogennych, 4) adsorpcja próbki na ściankach probówek wpływa na jakość analizy; adsorpcja na wypełnieniach kolumn chromatograficznych, końcówkach pipet, 5) technika rozdziału mieszaniny białek i peptydów to głównie elektroforeza dwuwymiarowa (2d); wysoka rozdzielczość, końcowa identyfikacja nawet kilkuset białek jednocześnie

ALTERNATYWNE METODY ROZDZIAŁU MIESZANINY BIAŁEK ORAZ ICH SELEKTYWNOŚĆ: 1) 1D - HPLC - selekt. Średnia; 2) elektroforeza kapilarna sprzężona z MS (CE - MS) - selekt, średnia ; 3) 2D - HPLC sprzężona z MS (2D LC/MS) - selektywność duża; 4) 2D-HPLC ( ogniskowanie izoelektryczne + odwrócona faza) selekt. Średnia 5) metody immunochromatograficzne - selektywnosc duża: stosuje się kolumny do odsalania próbek, kolumny chromat. O d wew = 75-300 mikronów) do rozdziału ekstraktów, najczęściej połączone z MS i jonizacją typu nanospray; w metodzie tej można wykorzystać przepływ fazy ruchomej rzędu 20 - 50 nanolitów /min 1 mikrolitr próbki wprow.do instrumentu z taka prędkością powoduje utrzymanie sygn. W MS przez ok. 30 min, co zwiększa szansę na przeprowadzenie fragmentacji peptydów i uzyskanie częściowej sekwencji aminokwasów.

MAPA PEPTYDÓW - ODCISK PALCA KAŻDEGO BIAŁKA

1) w celu uproszczenia identyfikacji białek stosuje się ich trawienie wybranymi enzymami proteolitycznymi lub chemiczną hydrolizę wiązania peptydowego; enzymy te np. trypsyna, chymotrypsyna, CNBr (trawienie chemiczne) trawią białko w określonych miejscach, a uzyskana mieszanina peptydów jest wizytówką (tzw fingerprint), jest to mapa peptydów, która w sposób jednoznaczny identyfikuje białko 2) do identyfikacji map stos. MS; technika jonizacji : ES (elektrospray), MALDI (jonizacja, desorpcja laserowa wspomagana matrycą)

PROTEOMIKA KLIINCZNA: 1) znalezienie różnic w profilach białkowych w różnych stanach chorobowych względem zdrowego org. 2) diagnoza i ustalenie indywidualnej terapii pacjentów, monitorowanie terapii w czasie 3) identyfikacja mat. Pobranego w czasie biopsji i analiza materiału genetycznego oraz białkowy techniką matryc DNA i białkowych i analiza profilu białkowego w płynach ustrojowych, 4) efekt : kontrola stanu pacjenta i możliwość dostosowania indywidualnych dawek leków, modyfikacja terapii

proteomika⇒selekcja⇒opracowanie

⇓ ⇓ ⇓

MS rozdziały 2D badania interakcji

⇓ ⇓ ⇓

markery stanu chorobowego

⇓

indywidualna terapia

BIOINFORMATYKA: 1) bazy danych, specjalistyczne oprogramowanie; inf. Wprowadzone do komputera - przeszukiwanie bazy danych (odnajduje najbardziej prawdopodobną sekwencję białek ) 2)dokładność wyszukiwania i prawdopodobieństwo znalezienia białka zależy od dokładności analizy MS; liczby peptydów w mapie peptydowej; czystości próbki i ewentualnych jej modyfikacji. 3) bazy danych nie zawieraja jak dotąd kompletnej i informacji o występujących modyfikacjach posttranslacyjnych, wiec mapa peptydów może zawierać informacje nie uwzględnione w bazie danych ( obniża szansę automatycznej identyfikacji); nie wszystkie białka są uwzględnione w bazie danych - są stopniowo uzupełniane

JAKOŚC W LABORATORIACH ANALITYCZNYCH: 1) kontrola jakości (QC) jest to proces zapewniający, że stosowane techniki operacyjne i czynności wykonywane w lab. Analitycznym dostarczają wyników stosow. Do zamierzonego celu. 2) zapewnienie jakości (QA) polega na połączeniu planowanych i systematycznych działań, potrzebnych do osiągnięcia odpowiedniego stopnia pewności, że proces kontroli jakości spełnia określone wymagania. 3) system akredytacji - to system, w którym procedury kontroli jakości stosowane w laboratorium zostaną ocenione na podstawie inspekcji niezależnych rzeczoznawców i uzyskują akredytację

BANKI PRÓBEK:zamrażanie próbek środowiskowych np. gleby w ciekłym azocie i analiza np. po 50 latach KONTROLA JAKOSCI: sterowanie jakoscią obejmuje czynności w lab. Analitycznym, w ramach których na każdym etapie sprawdza się metody analityzczne pod względem ich zgodności z procedurami walidowanymi i podejmuje działanie eliminujące przyczyny ewentualnego niezadawalającego ich działania. Wyniki dostarczające wiarygodności gdy: odpowiadaja okreslonym wymaganiom zaleconej pracy analitycznej, mamy zaufanie do ich ważności, praca jest opłacona od względem kosztów.

PROCESY ONTROLI JAKOŚCI:

1. sprawdzenie dokładności i precyzji przez zastosowanie testów statystycznych

2. prowadzenie dokładnych zapisów kalibrowania wyjściowych danych, wyników i działania aparatury

3. prowadzenie kart kontroli w celu określenia systemu kontroli aparatury i powtórzenia analiz

4. zabezpieczenie pełnej dokumentacji i spójności pomiarowej wyników z uznanymi materiałami odniesienia

5. konserwowanie i kalibrowanie aparatury zgodnie z zaleceniami producenta

6. kontrola odczynników chemicznych i innych materiałów z testami jakości włącznie

7. odpowiednie szkolenie personelu lab. W celu zapewnienia kompetencji

8. zew. Weryfikacja wyników, gdy tylko jest możliwe

9. akredytację lab. Przez niezależną organizację

ZAPEWNIENIE JAKOŚCI: 1) przechowywanie dowodów i gwarancji, że odpowiednie procedury QC wprowadzone zostały prawidłowo do czynności lab. 2) powinno wzbudzać zaufanie do wyników analit. Poprzez uczestnictwo lab. W badaniach międzylaboratoryjnych (wyk 1 oznaczenia w wielu ident lab) 3) sprawdzenie biegłości lab. Pozwala porównać jedno lab z innymi 4) ocena nowej metody i badania certyfikacyjne podejmowane są w celu sprawdzenia okreslonej metody lub matreiału odniesienia 5) wyniki tych badań i ich statystyczna ocena umozliwia pokazanie działania poszczególnych uczest. Lab oraz wszystkich niedoskonałości metody i personelu

SYSTEM JAKOŚCI: zbiór procedur, których wprowadzenie ma zagwarantowac, że działanie lab. Anal spełnia warunki stawiane prze zlecendawców. System jakości to struktura organizazyjna zapewniająca możliwosć zarządzania jakością; istotna role odgrywa sterowanie jakością, które określa metody i działąnie stosowane w celu spełnienia wymagań jakości, wykonyw. Przez personel lab; podstawą sterowania jakością lab jest stosowanie zasad tzw dobrej praktyki lab (GLP). Systemy jakości stanowią wytyczne postepowania w lab; zaw sa w o.in ISO 25; ISO 9000 EN45001. Tew ytyczne określają organizacje: WHO, OECD, ISO, EPA.

GLP- reguły, które początkowo były wprow. I obowiązują w lab wykonujących analizy pzrewid przez przepisy legislacyjne np. w lab farmac, w analizie dodatków do kosmetyków i żywności; reguły te dotyczą całości działania lab i poszczególnych czynności tam wykonywanych;szczególna uwagę zwraca się na czynność, która jest przyczyna największych błędów (czasem poza kontrola analityka)

POBIERANIE I PRZYGOTOWYWANIE PRÓBEK ANALITYCZNYCH:

1. właściwe miejsce pobrania próbki

2. zapewnienie reprezentatywności

3. zabezpieczenie przed zanieczyszczeniami

4. właściwe przechowywanie i opis jej historii

METODY:

1. opracowane w danym laboratorium

2. adaptowane na podstawie publikacji naukowych

3. rekomendowane przez organizacje komercyjne np. producentów aparatury, towarzystwa naukowe

4. zawarte w opracowaniach np. farmakopee, normy Iso itp.

Aby metody mogły być wykorzystywane w laboratorium muszą być ściśle przestrzegane, nie można stosować żadnych uproszczeń. Kalibrowanie aparatury co jakis określony czas lub wyrywkowo w celu sprawdzenia czy aparatura działą. Kalibrowanie wg wzorców uznanej jakosci. Właściwy nadzór nad aparatura, niedostępnosć dla osób niepożądanych. Programy komputerowe od wiarygodnego producenta właściwie atestowane odczynniki, czyste (lub podane zanieczyszczenia). Do każdego pojemnika łyżeczka itp., szczelne słoiczki, oznaczone o pochodzeniu, przygotowaniu, toksyczności. Do materiałów certyfikowanych i odniesienia nic nie wlewamy, nie można zanieczyścić. Wg tych metriałów korelujemy wyniki z uznanymi ukl odniesienia (normami, wzorcami krajowymi lub międzynarodowymi). W dokumentacji uwzględniamy wszystkie dane (czynności wstępne i przebieg analizy), obliczenia, oryginalne wydruki komputerowe itd. Pozwala to na wykrycie błedów. Kontrola przygotowania personelu i stałego doskonalenia kwalifikacji. Musi być wew i zew kontrola jakości:

1. wewnętrzna : przez kierownictwo lab; może polegać na oznaczeniu analitu w próbkach o znanym składzie lub próbkach domieszkowych w celu sprawdzenia dokładności, wielokrotne oznaczenie - sprawdzenie powtarzalności, prowadzenia kart - sprawdzenie odstepstw; analiza materiału odniesienia. Personel nie wie o kontroli.

2. Zewnętrzna: badania miedzy lab; wiele lab oznaczenia kodowane; lab zna swój wynik i inne ale nie wie z którego lab pochodzą

BADANIA MIĘDZYLABORATORYJNE: 1) ocena owych metod a więc odtwarzalność wyników oznaczenia; próbka dostarczona z dokładnym opisem procedury analizy; wyniki uzyskane to podstawa przyjęcia danej metody 2) ocena jakości różnych metod oznaczania tego samego składnika w materiale jednego rodzaju; jednorodna próbka - lab wykonują analizę metodą najkorzystniejszą w tym lab, aby określić, które procedury są obarczone systematycznymi błędami; tak samo robimy w przypadku przygotowania certyfikowanych materiałów odniesienia, a otrzymane wyniki służą do wyznaczania certyfikatów zawart kładników. Typ badań międzylaboratoryjnych służą do sprawdzania biegłości lab; mogą dotyczyć sprawdzenia poprawnego wykonania oznaczenia jednego lub kilku analitów w próbkach określonego rodzaju. Te badania prowadza instytucje za to odpowiedzialne np. za jakość pracy lab np. w rolnictwie, kontroli żywnosci, ochrony srodowiska. Na ich podstawie dopuszcza się lab do wykonania analiz określonych przepisami. Okresowy nadzór i kontrolą jakosci w lab wykonują ........? niezależni wykonawcy.

AKREDYTACJA LABORATORIUM: 1) jest to formalne uznanie, potwierdzone akreslonym dokumentem, że lab jest kompetentne do wykonywania określonych badań lub rodzajów badań. 2) akredytacja powinna być obowiązkowa dal lab wykonujących rutynowe oznaczenia oraz dla lab wykonujących analizy, które mogą być podstawą decyzji prawnych 3) akredytacja może dotyczyc różnego rodzaju zakresu: analiz o sciśle sprecyzowanym składzie próbek - analit i matryca, a także posługiwanie siew określona aparatura pomiarową do danego typu oznaczeń. 4) aby uzyskanie akredytację lab musi mieć odp system zarządzania jakością, dysponować aparatura odpowiedniej jakości, stos sprawdzonych metod analitycznych, wykwalifikowany personel, pełna dokumentacja

WYKRESY KONTROLI JAKOSCI: Karty Shewharta - wykrsy, na podstawie wyników analiz kontrolnych uzyskiwanych w kolejnych dniach pracy; mogą to być typowe oznaczenia składn. W kontrolnej próbce (odpowiad. Seryjnej analizie próbek); dla 1 próbki wieloma metodami

SPÓJNOŚĆ POMIAROWA =NAWIĄZYWALNOŚĆ:

Właściwość wyniku pomiarowego lub wartość określająca wielkość, która może być skorelowana z uznanymi układami odniesienia, zwykle z krajowymi luz międzynarodowymi wzorcami przez nieprzerwany łańcuch pomiarów, charakteryzująca się określoną niepewnością. Wzorce w układach SI: s, m, A, K, kg, mol. Chemiczne: culomb, a. Farad, masa ¹²C. Wzorce pierwotne opierają się na wzorcach chemicznych. Są to substancje o dokladnie określonych właściwościach (czystości, analitycznym stężeniu)

Rodzaje wzorców:

1)materiały odniesienia (referencyjne)

3. czyste substancje o 1 lub wiecej wlasciwościach

4. certyfikowane (atestowane) materiały odniesienia

ad1) służą do kalibracji przyrządów stosowanych w analizie chemicznej; te właściwości to masa (odważniki do kalibrowania wagi), pzrepuszczalność przy ściśleokreślonej dł. Fali (filtry didymowe do kalibracji spektrofotometrów)

ad3) maja określoną właściwosć, dokładnie znaną; np. temperatura topnienia fenolu i ciepło spalania kwasu benzoesowego

ad4) certyfikaty materiału odniesienia oprócz certyfikatu zawierającego jednego skl lub kilku mają określoną matrycę, która może wpływać na realizację procedury analitycznej.

Wzorce wtórne: dodatkowe ogniwo w spójności pomiarowej (rośnie niepewnośc pomiarowa) przygotowane na podstawie materiałów odniesienia certyfikowanych

BŁĘDY W POMIARACH ANALITYCZNYCH:

1. wszystkie pomiary analityczne są obarczone błędami, pochodzą z różnych źródeł i wpływają na wyniki pomiarów

2. błąd bezwzględny - liczbowa różnica między wartością zmierzoną a wartością prawdziwą lub przyjętą za prawdziwą

3. błędy pomiaru są różnej wielkości i spowodowane są różnymi czynnikami; są powodem niepewności podawanych wyników; błędy mogą być zminimalizowane a niktóre wyeliminowane dzieki uwaznemu planowaniu eksperymentów i kontroli; ocena błedów za pomocą zastosowania statystycznych metod analizy danych i chemometru.

4. Błedy grube mogą wynikać ze źle działającego pryrzadu lub złej praktyki lab; można je wyelimoniwać prze właściwą konserwację aparatury oraz odpowiednie kształcenie i dobór personelu

5. Mimo wszystko przy pomiarach różnych parametrów zawsze będzie wystepowała właściwa ich zmienność, jeśli odczyt będzie prowadzony wielokrotnie w tych samych warunkach np. odczyt obj, temp, ważenie próbki, pomiar czasu

6. Błędy mogą być niezauważone jeśli prawdziwa lub przyjta za prawdziwą wartosc nie jest znana i nie może być użyta do porównania

BŁĄD BEZWZGLEDNY E_a pomiary lub wyniku Ea=Xm - Xt Xt-wartośc prawdziwa lub przyjęta za prawdziwą

BŁĄD WZGLĘDNY Er, pomiaru lub wyniku, Xm Er=(Xm-Xt)/Xt

Często wyrażany w %, błędy względne są b. Przydatne w porównaniu wyników o róznym rzędzie wielkości. Wykonuje się 6 pomiarów - średnie - błędy (tak jest zalecane ) rysunek pod tym!!!!

BŁĘDY OKREŚLONE (SYSTEMATYCZE) : prowadzą do obciążenia wartości mierzonych lub wyników:

• analityk lub operator

• wyposażenie (np. aparatura) oraz środowisko laboratoryjne

• metoda lub procedura

Powinno być możliwe wyeliminowanie tych błędów przez prowadzenie np. notatek lab, konsekwencję aparat. lub szkolenie personelu

BŁĘDY OPERATORA: mogą wynikać z beztroski, choroby, niesprawności lub niewystarczajacego wyszolenia

BŁĘDY INSTRUMENTALNE: od szkła miarowego nieodpowiadającego normom, wadliwcyh, zużytych części mechanicznych, nieprawidłowych sygn elektrycznych oraz nieodpow. Środowiska lab

BŁĘDY METODYCZNE: przez nieodpowiednią metodę waidacji; zastosowanie metody do nieodpowiednich na niej próbek lub zakresu stężeń analitu lub niespodziewanymi zmianami. Błędy, które prowadzą do wartości lub wyników większych niż prawdziwe to bł. Systematyczne dodatnie; natomiast do mniejszych to bł ujemne. Szczególnie duze błędy to błędy grube powinny być łatwo zauważalne i eliminowane

BŁĘDY NIEOKREŚLONE: błędy przypadkowe-wynikaja z przypadkowej fluktuacji mierzonych wielkosci;vwystepują zawsze, nie można ich wyeliminować ale można zminimalizować przez uwazne projektowanie eksperymentów i ich kontrolę. Szum-czujniki środowiskowe, które ulegają niewielkim ciągłym i przypadkowym zmianom nnp.temp, ciś, wilgotność, nat prądu, opór itp.

Rozkład gaussa rysunek: ad rysunku: bardziej prawdopodobne są błedy małe niż duże, błędy ujemne i dodatnie są tak samo prawdopodobne, max krzywej odpowiada wart średniej

Rozkład częstości - seria pomiarów w tych samych war. Przedst. Graficznie; zależność częstości wystepowania każdej dośw wartości od wielkości błędu lub odchylenia od wart średniej. W przypadku danych analitów wartości te są często symetryczne wokół wartości średniej

ODCHYLENIE STANDARDOWE: (SD)

1. miara rozproszenia uzyskanych poszczególnych wartości oznaczeń wokół wartości średniej S=√Σ(x_i-x)²/n - 1 gdzie: n - ilosć pomiarów, x_i - wartość pojedynczego oznaczenia, x-wartość średnia arytmetyczna

SD = 0 uzyskane wyniki są identyczne; w innym przypadku jest +; im większe rozproszenie wyników tym warst S jest większa. Rozrzut wyników związany jest z każdym postępowaniem analitycznym; możemy tego zjawiska nie zaobserwować ze względu na niską rozdzielczość aparatu. SD jest zawsze liczbą mianowaną; taka sama jednostka co wyniki pomiarów. Gdy znamy wartosc oczekiwana μ_x to:

S=√Σ(x_i-μ_x)²/n μ_x gdy np. mamy materiał certyfikowany.

WZGLĘDNE ODCHYLENIE STANDARDOWE: (rsd) RSD=SD/X(sr)

WSPÓŁCZYNNIK ZMIENNOŚCI (CV) CV=RSD*100%

ODCHYLENIE STANDARDOWE ŚREDNIEJ ARYTMETYCZNEJ: Ssr=S/pierw n n-liczba pomiarów

TECHNIKI ŁĄCZONE, SPRZĘŻONE:

1)zespół wzbogacania próbki

2. zespół rozdzielania

3. jednostka łącząca (interfejs)

4. detektor

5. zespół opracow wynikow

Specjacja/wzbogacenie	detekcja
FIA,HPLC	FAAS,GFAAS,QFAAS,KPAES,KP-MS
H-CT-GC	GFAAS,QFAAS
GC-CGC	QFAAS,MIP-AES
GC	ICP-AES,MS
SFC	MS
HPLC	MS
CE	MS
ITP	MS
LC	KP-MS
MS	MS

CHROMATOGRAFIA: gazowa GC, cieczowa HPLC, TLC (PC), fluidalna SFC

CHROMATOGRAFIA CIECZOWA: faza ruchoma - ciecz, faza stacjonarna - ciało stałe ( absorpcyjna), ciecz (podziałowa); kolumnowa HPLC, planarna TLC. Normalnu układ faz: faza stacjonarna - polarna, faza ruchoma - niepolarna. Odwrócony układ faz: f. Stacjonarna - niepolarna C₁₈, C₈ , f. Ruchoma - polarna. Chromatografia par jonowych , chromatografia jonowymienna.

Wypełnienia kolumn: żel krzemionkowy-amorficzny, porowaty, posiada uziarnienie o pożądanej wielkości i odpowiednich rozmiarach porów o określonej powierzchni właściwej i dużej wytrzymałosci mechanicznej. Na jego powierzchni znajdują się grupy silanowe lub siloksanowe. Wzó® pierscieniowy!!!!!

Kolumna - stans. Wilek. Dł 15cm, śr 4 mm, wypełn 5,4,7 um. Fazy chemicznie związane żel modyfikowany oktadecylosilanem wzory narysowac!!!!!!! , mogą powodować niesymetryczność pików. Rysunek!!!! Kolumna oznaczona E o zablokowanych grupach OH. Hydrofilowe fazy stacjonarne o posredniej polarności. Fazy z grupami: propylocyjanowymi, propyloaminowymi,fenylowymi, difenylowymi. Fazy optycznie aktywne - modyfikowane grupami chiralnymi - do rozdzialu mieszanin racemicznych. Wzór!!!!!! Rozdzielenie izomerów optycznych jest wynikiem róznego ich oddziaływania diastereomerycznego z chiralną fazą stacjonarną. Stosowane są do otrzymywania syntetycznych i naturalnych leków - iżomery optyczne maja rózne działanie farmakologiczne. Fazy stacjonarne jako wymieniacze jonowe:

1. anionity - 4rz aminy

2. kationity - aromatyczne lub sulfonowe lub zawierajace grupe karboksylową.

Fazy w chromatografii sitowej: sita molekularne, stosuje się żele polimerowe o określonej wielkości porów (hydrofobowe sita) lub sefarozę i sephadeks (spolimeryzowany dekstran) - hydrofilowe sita

Sprawność i selektywność kolumny:

1. sprawnośc określamy przez: teoretyczną liczbę półek; wysokość równoważną półce teoretycznej w zaleznosci od nateżenia przpływu. WRPT - najmniejsza długość odcinka kolumny, w której osiąga się stan równowagi między stężeniem substancji chromat w faznie ruchomej i nieruchomej

2. im WRPT jest mniejsza, tym kolumna ma więcej półek i jest sprawniejsza

3. zależność liczby półeki długosci kolumny nie jest wprost proporcjonalna

4. liczba półek teoretycznych w kolumnie można wyznaczyć przy uzyciu substancji testowej, której współczynnik retencji między fazą stacjonarną a ruchomą mieści się między 5 a 10. Wykres narysowac!!!! Liczba pólek teoretycznych w kolumnie N=5,54 (lr/W_0,5h)²=16(lr/Wp)² gdzie Wp-szerokość podstawy piku, l_r - odległość retencji od momentu zadozowania do pojaiwenia się max piku, W_0,5h - szerokosc piku w połowie jego wysokości WRPT=H=L/N gdzie L-dl kolumny, N-liczba półek

5. natężenie przepływu fazy ruchomej (cm³/min) - jest ustalane za pomocą pompy

6. liniowa prędkość eluentu U=L/tm, tm - czas martwy; wyznaczamy go przez zastosowanie jako substyancji nie zatrzym. Pzrz wypukłości kolumny subst. O wł. Fizykochemicznych podobnych do właściwości fazy ruchomej. WRPT - dla wiekszości kolumn 0,015 - 0,02 mm, N-kilka tys, kilkanaście tys.

7. Na sprawność kolumny duży wpływ wywiera wypełnienie - wielkość cząstek (ich średnica); aby to uwzglednic przyjmujemy zredukowana wysokość półki i zredukowane prędkości. hr=H/dp, hr-wys zred. H - wys półki teoret. Dp-średnica czastki wypełn. ; Ur=Udp/D gdzie: Ur - predk zred, D - współcz dyfuzji subst ozn.

FAZY RUCHOME: chromat gazowe: gaz nośny (N2, H2, Ar, Hel), jego wybór jest zalezny od dostepności gazu, rodzajem zastosowanego detektora, czystościa, ceną. Chromatografia cieczowa; eluent (wyciek z kolumny to eluat).

CHROMATOGRAFIA IZOKRATYCZNA - stały skłas eluentu podczas całego rozdzielania

CHROMATOGRAFIA GRADIENTOWA - zmienny skład eluentu, eluent ma wiekszy wpływ na proces niż gaz nośny w GC; eluent to czynnik aktywny wybór fazy ruchomej - rodzaj i skład mieszaniny rozdzielanej, roszaj zalezy od: mocy elucyjnej tzn ze czast eluentu rywalizują o miejsce w fazie stacjonarnej z czast subst chromatografowanej. Przy chromat na adsorbentach polarnych siłę elucji wyznacza polarność. Siła ta jest tym większa im większa jest polarność czast rozpuszczalnika. Adsorbenty niepolarne-polarność i polaryzowalność nie ma większego wpływu na siłę elucji rozpuszczalnika.

BRAKUJE KILKU OSTATNICH WYKLADOW - BĘDĄ ZA PARE DNI!!!!

---