Пробоподготовка и пробоотбор образцов в хроматографии

Большинство образцов не готовы к введению в колонку прибора для хроматографии. Поэтому пробоподготовка является обязательной частью хроматографического анализа. Ее основная цель — получение аликвоты пробы, которая относительно свободна от помех, не повредит колонку или прибор и окажется совместимой с выбранным аналитическим методом.

Этапы пробоотбора и пробоподготовки включают: сбор образцов, их хранение, транспортировку, предварительную обработку и лабораторный отбор, а также разбавление.

Методы пробоподготовки

Основная концепция методов пробоотбора и пробоподготовки в аналитической химии заключается в преобразовании реальной матрицы в формат пробы, который подходит для анализа с помощью разделения или других аналитических техник.

Руководство по терминологии хроматографии и пробоподготовки от Thermo Scientific

При подготовке образца применяются разные методики. Например, для органических и летучих органических веществ могут использоваться такие процедуры, как экстракция, очистка, дериватизация, перевод в паровую фазу и концентрирование.

Правильно подобранный метод пробоподготовки способен повысить точность анализа. При этом важно определить такое сочетание технологии и оборудования, которое поможет уменьшить как количество этапов подготовки пробы, так и относительное стандартное отклонение.

пробоподготовка образцов

Методы извлечения

Самый ранний метод подготовки образца — это экстракция, при которой аналит отделяется от матрицы образца с оптимальным выходом и селективностью.

Два основных типа экстракции включают твердофазную экстракцию и жидкостно-жидкостную экстракцию.

Однокапельная микроэкстракция

Однокапельная микроэкстракция — результат непрерывного роста в области применения пробоподготовки для анализа следов органических и неорганических веществ.

Этот метод извлечения включает два модуля: однокапельную микроэкстракцию с прямым погружением и со свободным пространством над жидкостью.

Мембранные методы подготовки проб

Мембраны обычно изготавливаются из синтетических полимеров (например, нейлона или поливинилхлорида), целлюлозы или стекловолокна. Фильтрация и твердофазная экстракция представляют собой основные области применения мембран для подготовки проб. В целом методы мембранного разделения не получили широкого распространения для других задач хроматографической пробоподготовки. Однако ультрафильтрация, обратный осмос, диализ, микродиализ и электродиализ являются примерами методов, которые используют мембраны для концентрации, очистки и разделения аналитов, особенно в биологическом мире.

Методы концентрирования для уменьшения объема растворителя

После того, как аналиты разбавлены с использованием растворителей во время экстракции, их следует превратить в концентрат.

Если количество удаляемого растворителя не очень велико, а аналит нелетуч, растворитель можно испарить слабым потоком газообразного азота. Но когда необходимо удалить большой объем растворителя, используют роторный вакуумный испаритель. Для получения наименьшего объема, например менее 1 мл, применяют концентратор Kuderna-Danish.

Методы очистки

Очистка образца особенно важна для аналитических разделений, таких как ГХ, ВЭЖХ и электрофорез. Часто многие твердые матрицы (почва, биологические материалы, природные продукты) содержат сотни помех. Поэтому этап очистки крайне важен для пробоподготовки образцов.

Пробоотбор

Химическая дериватизация

Иногда хроматографию можно проводить без дериватизации образца. Однако дериватизация полезна во многих случаях, когда она может:

  • Увеличить летучесть и уменьшить полярность полярных соединений.
  • Стабилизировать соединения, которые нестабильны при температурах, необходимых для хроматографии.
  • Улучшить разделение групп соединений на колонке.
  • Дать информацию о количестве и типе функциональных групп, присутствующих в смесях неизвестных соединений.
  • Улучшить поведение соединений по отношению к селективным детекторам.

Выводы

Существует множество методов пробоподготовки перед анализом. В этой статье были рассмотрены основные процессы подготовки проб для хроматографии. Классические методики (например, экстракция жидкость-жидкость) играют важную роль в химическом анализе всех типов проб. При этом новые методы, такие как мембранная экстракция, имеют некоторые преимущества, в частности, удобство автоматизации и отбора проб в полевых условиях, а также снижение расхода растворителя.

Таким образом, если специалист сталкивается с той или иной трудностью, всегда найдется подходящий метод для ее преодоления. Как следствие, первоочередным аналитическим вопросом перед любым анализом остается выбор наилучшей методики пробоподготовки.