mintavétel, mintael ıkészítés 2010. · ch 2-c=o karbonil ch=cotms trimetilszilil-enol éter...

157
Mintavétel, mintaelıkészítés 2010. Ajánlott irodalom Somenath Mitra: Sample preparation techniques in analytical chemistry (J. Wiley and Sons, 2003. Chapter 2, 3, 4) Toshimasa Toyo’oka: Modern derivatization methods for separation sciences (J. Wiley and Sons, 1999.) Sample preparation in chromatography (Journal of Chromatography Library –volume 65) Nigel J.K. 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.)

Upload: others

Post on 10-Feb-2020

3 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

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)