TTÜ keemiainstituut Analüütilise keemia õppetool YKA0040 Lahutusmeetodid keemias Laboratoorne töö: Segu komponentideks lahutamine HPLC pöördfaasikromatograafia abil ning detekteerimine UV- detektoriga Õpperühm: Teostaja: Ilona Juhanson YASM11 Õppejõud: Heidi Teostati: 23.10.15 Lees Teooria: Kõrgefektiivne vedelikkromatograafia (HPLC) on füüsikaline lahutusmeetod, kus analüüsitava proovi lahutamine koostisosadeks põhineb komponentide jaotumisel statsionaarse ja mobiilse faasi vahel, lubades erinevate ainete kvalitatiivset ja kvantitatiivset analüüsi. Statsionaarne faas on paigaldatud kolonni sisse ning mobiilne faas voolab läbi kolonni kandes endaga kaasa
Kuna teatakse, ku sasub kindla nukleotiidida lõppev DNA lõik, loetakse manuaalselt matrits-DNA järjestuse. Automaatsekvenerimisel listakse igasse katseklaasi mitte radioaktiivne nukleotiid, vaid nukleotiid, millel on fosforistentne märk. Ja geelis on spetsiaalne auk laseri jaoks. Nüüd kui toimub elektroforees laser paneb floristentsida molekuli ja molekulid ergastuvad teatud lainepikkusega kiirguse, mida vastu võtab detektor. Arvuti programm, mis on ühendatud detektoriga, loeb lainepikkuse järgi DNA nukleotiidset järjestust.
kollakasroheliseni. Naftaleen on kõige lihtsama ehitusega PAH, koosnedes ainult kahest omavahel ühendatud benseenituumast. PAH-ide hulka kuulub rohkem kui 100 ühendit, mis kõik erinevad üksteisest oma benseenituumade arvu ja asetuse poolest molekulis. PAH-id identifitseeritakse ja nende sisaldust määratakse kvantitatiivselt enamasti kas gaaskromatograafiliselt mass-selektiivse detektoriga või vedelikkromatograafiliselt fluorestsents, UV- või mass-selektiivse detektoriga. Kemikaalide kasutamine ja sattumine keskkonda PAH-id tekivad orgaanilise aine mittetäielikul põlemisel. PAH-e võivad sünteesida mikroorganismid, vetikad ja makrofüüdid, kuid PAH-id tekivad ka orgaanilise materjali diageneesil (setteid ning settekivimeid mõjutavate füüsikaliste ja keemiliste protsesside kogum)
YKA3411 Instrumentaalanalüüs GK Gaasikromatograafia Õpperühm: Töö teostaja: Õppejõud: Töö teostatud: Töö kaitstud: Töö ülesanne: Tundmatu orgaaniliste ainete segu kvalitatiivne ja kvantitatiivne analüüs gaasivedelik- kromatograafilisel meetodil. Töövahendid: Aparatuur: gaasikromatograaf Agilent 789A massispektromeetrilise detektoriga, He balloon, arvuti. Kolonnid: Zebron ZB-5 Msi, seotud faasiga kvartskapillaar mõõtmetega 30m × 0,25mm × 0,25 m. Töö tingimused: Kolonni temperatuur 35o 250oC Aurusti temperatuur 300 oC He kiirus kolonnis 1,3 mL/min He rõhk kolonni ees 16,1 psi He jaotus kolonni ees 1:30 Proovi hulk 0,5 l Töö käik:
Saab teostada mõõtmisi eelvalitud trajektooridel (ootamatute takistuse ettesattumise risk on väiksem kui autodel teostavate mõõtmiste ajal). Peale gammakiirguse saab mõõta ka neutronkiirgust. Antud mõõtemeetodi miinused: rakendamine on kallis ja ei ole võimalik detekteerida alfa- ning beetakiirgust. [6] 7. PORTATIIVSED MÕÕTESEADMED Laias laastus jagunevad kaheks: gaaslahendusdetektoriga seadmed (ionisatsioonikambriga, proportsionaaldetektoriga, Geiger-Müller tüüpi detektoriga ja neutronite loendurid) ning tahke detektoriga seadmed (stsintillatsioondetektoriga ja pooljuhtdetektoriga (Si-diood, CdZnTe kristall)). [7] 7.1 Ionisatsioonkamber Eelised: mõõtetulemused on rangelt võrdeline neeldunud energiaga, näit ei sõltu osakeste energiast ning tegemist on parima seadmega neeldunud doosi täpseks mõõtmiseks. Puudused: väljundsignaal on väga madal ja raske on kasutada madalatel doosikiirustel (alla 1µGy/h). [7] 7.2 Proportsionaaldetektor
reaktsiooniprodukt. Segunemisastet ja reaktsioonikiirust kontrollitakse voolukiirusega, kanali mahu ja ehitusega. · Reaktsioonisegu voolab läbi detektori saades analüütilise tulemuse. Kuna kõik standardlahused ja proovilahused, mida analüüsitakse, töödeldakse individuaalselt samamoodi, siiskalibreerimiskõver on lubatud ka teadmata olevatele proovilahustele, mida töödeldakse. Piigi kõrgus, mis mõõdetakse detektoriga on proportsionaalne analüüdi kontsentratsiooniga. Voogsisestusanalüüs on kõrge tundlikkusega automatiseeritud analüüsi meetod, mille puhul viiakse proovi tsoon minireaktoris konstantse kiirusega liikuvasse kandelahuse voolu, milles proov seguneb reagendiga ja edasi detekteeritakse mingi füüsikalise karakteristiku muutuse järgi. Meetod, mis põhineb vedela proovi sisestamisel sobiva vedeliku segmenteerimata pidevasse voolu
sisaldavad fluorestsentseid markereid (valkude ja DNA puhul, nt), mis puhul mõõdetakse neelduvuse asemel kiirgumist. Massispektromeetried kasutatakse samuti, mispuhul kapillaarist väljuvad ained juhitakse ioonisatsiooniallikasse, mis kasutab ESI-ionisatsiooni. SERS (Surface Enhanced Raman Spectroscopy). - - - Töövahendid: Hitachi spektrofluorimeeter F-7000 Kapillaarelektroforees LED-detektoriga Eri sorti kanepitaimede leotised Analüüdid ekstraktides: THC, CBD, klorofüll jm taimsed polüfenoolid THC standard – 10 ppm CBD standard – 10 ppm MilliQ vesi Etanool - - Töökäik: - Lülitada sisse arvuti, spektrofluorimeeter ja termostaat (tehti eelnevalt) - Käivitada proprgamm FL Solutions 2.1 for F-7000 arvutis (tehti eelnevalt) - Valida FL meetodis vastavad parameetrid (eelnevalt tehtud)
Saab teostada mõõtmisi eelvalitud trajektooridel (ootamatute takistuse ettesattumise risk on väiksem kui autodel teostavate mõõtmiste ajal). Peale gammakiirguse saab mõõta ka neutronkiirgust. Antud mõõtemeetodi miinused: rakendamine on kallis ja ei ole võimalik detekteerida alfa- ning beetakiirgust. [] PORTATIIVSED MÕÕTESEADMED Laias laastus jagunevad kaheks: gaaslahendusdetektoriga seadmed (ionisatsioonikambriga, proportsionaaldetektoriga, Geiger-Müller tüüpi detektoriga ja neutronite loendurid) ning tahke detektoriga seadmed (stsintillatsioondetektoriga ja pooljuhtdetektoriga (Si-diood, CdZnTe kristall)). [] Ionisatsioonkamber Eelised: mõõtetulemused on rangelt võrdeline neeldunud energiaga, näit ei sõltu osakeste energiast ning tegemist on parima seadmega neeldunud doosi täpseks mõõtmiseks. Puudused: väljundsignaal on väga madal ja raske on kasutada madalatel doosikiirustel (alla 1µGy/h). [] Proportsionaaldetektor
HPLC aparatuur Vajab mikromeetrise diameetriga osakesi ning suuri rõhke (Mpa, 8000 psi). Voo kiirused 0.2-10 ml/min. Kolonnid: standard-, kapillaar-, monoliit- ja eelkolonnid (lühikesed, 1-3 cm, sama stats.faasiga eesmärgiga kaitsta peakolonni). Milliseid mobiilseid ja statsionaarseid faase kasutatakse HPLCs? Mobiilne faas - vedelik; parameetrid: viskoossus (mida väiksem viskoossus, seda madalamat rõhku saab kasutada), sobivus detektoriga (madal UV neelduvus UV detektori puhul, lendus MS- is), mürgisus. N: heksaan, kloroform, diklorometaan, atseetonitriil, metanool, vesi. Statsionaarne faas - osakeste suurus 3-20 μm. Mida väiksem osake, seda suurem on efektiivsus, rõhk kolonnis ja lahutuvus, kusjuures osakeste suurused ei tohiks erineda üle 25%, olles sfäärilise või ebakorrapärase kujuga (efektiivsus sellest ei muutu, kuid rõhk sõltub)
Samal ajal peab tippväärtuse detektor suutma jälgida sisendsignaali amplituudi äkilisi muutusi ja seetõttu ei tohi ajakonstant olla suurem ajast t0, mis iseloomustab signaali muutumist Seega t0 >> t >> T Tippväärtuse võimendi Tippväärtuse võimendi muundab sisend-signaali ui(t) tippväärtuse palju suurema tippväärtusega u 0 väljundsignaaliks u0(t) Saadud signaali on lihtne detekteerida tavalise tippväärtuse detektoriga ja skeem on kasutatav ka väikeste pingete (alates 10mV) tippväärtuste mõõtmiseks 3 Tippväärtuse detektor Tippväärtuse detektor on ökonoomne viis vahelduvsignaali muundamiseks sellega võrdeliseks alalispingeks. Seetõttu kasutatakse seda ka vahelduvpinge voltmeetrites. Voltmeetri skaala gradueeri-takse sel juhul siinuspinge järgi efektiiv-väärtuses. Kui sisendsignaali kuju ei ole siinuseline on sellise voltmeetri näit vale !
täitmiseks kvaliteedi- ja mõõtudega palgid. Sorteeritakse veskis, kuna kaasaegne tehnoloogia mõõdab palgi diameetri tema varju järgi, ning vastavate andurite abil saadakse informatsioon läbimõõdu, pikkuse, mahu, koonilisuse ja elliptilisuse kohta. Mida rohkematesse jämedusklassidesse palgid sorteerida, seda enam suurendatakse saematerjali väljatulekut. 31. Lõppladudes tehtavad tööd? Lõikamine ja saagimine, saepalkide mõõtmine ja sorteerimine, metalli detektoriga kontrollitakse metallitükkide olemasolu puidus, koorimine, palkide mõõtmine ja kvaliteet, ladustamine 32. Milleks palke kooritakse? See võimaldab edaspidi tekkivaid jäätmeid kasutada kui pooltoodet ning töödelda neid edasi, puhastab palgi mullast ja väikestest kividest, tõstab saagimise tootlikkust kuni 3%, saame täpsemad palgi mõõdud. 33. Millega palke kooritakse Olenevalt puuliigist, kvaliteedist ja palgi diameetrist eristatakse kahte võimalust.
orgaanilistele) ühenditele. Kolonnist väljunud kandegaas suunatakse vesiniku leeki (joonis 9). Leegi kohal on metallsilinder, mida nimetatakse kollektoriks. Leegi pihusti ja kollektori vahel rakendatakse 200 300 V pinget. Kui leeki satuvad põlevad ühendid, mida toob kolonnist kaasa kandegaas, siis orgaanilised ühendid ioniseeruvad leegis ja selle tagajärjel tekib vool, mida saab mõõta elektroonika seadme abil. Võrreldes soojusjuhtivuse detektoriga on leekionisatsioondetektoris suurem tundlikus, ehk see on mitu suurusjärku madalama detekteerimispiiriga kui soojusjuhtivuse detektor. Seletage põhjalikult vedelikukromatogaafi tööpõhimõtet. Mis aineid määratakse selle seadme abil? Mis põhikomponentidest koosneb see seade? Seletage mõni gaasikromatograafi komponendi tööprintsiipi. Gaasikromatograafia võimalused piirduvad molekulidega, mille molekulmass ei ületa 400, sest suurema
valemiga. Selle küsimuse vastuses ma kindel ei ole. Skaneeriv elektronmikroskoopia (SEM) 1. Kirjeldage SEM kolonni ehitust. · Elektronkiir tekitatakse elektronkahuris. · Termoemissioonkatood V-kujuline 0,1mm paksune W - traat. · Läätsed elektromagnetilised. · Kondensor - kontrollib elektronkiire läbimõõtu ja kiire intensiivsust. · Skaneerimispoolide abil liigutatakse objektil elektronkiirt. · Objektist väljunud elektronid registreeritakse detektoriga. · Kujutis tekitatakse sünkroonselt monitoril. 2. Kuhu asetatakse objekt SEM kolonnis? Objekt asetatakse kolonni all-osasse, alumiiniumist kettale. 3. Kui suur on SEM suurendus? Pinnadetailide kujutise suurendamine 10X kuni ~500 000 X. 4. Kui sügav vaakum on skaneeriva elektronmikroskoobi sees? SEM kolonnis on vaakum on 10 -5 torri 5. Kuidas määratakse suurendust SEMs? Lineaarmõõtude suhtest ekraanil nähtaval kujutisel ja objektil 6
Kuna teatakse, ku sasub kindla nukleotiidida lõppev DNA lõik, loetakse manuaalselt matrits-DNA järjestuse. Automaatsekvenerimisel listakse igasse katseklaasi mitte radioaktiivne nukleotiid, vaid nukleotiid, millel on fosforistentne märk. Ja geelis on spetsiaalne auk laseri jaoks. Nüüd kui toimub elektroforees laser paneb floristentsida molekuli ja molekulid ergastuvad teatud lainepikkusega kiirguse, mida vastu võtab detektor. Arvuti programm, mis on ühendatud detektoriga, loeb lainepikkuse järgi DNA nukleotiidset järjestust. 45. Polümeraasi ahelreaktsioon vt. konspekt (12.11) PCR viiakse läbi biokeemilise reaktsioonina ja selle puhul ei vajata elusorganisme DNA kopeerimiseks. Reaktsioon pôhineb ensüümi- DNA-polümeraas kasutamisel, mis katalüüsib DNA komplementaarse ahela sünteesi. PCR on DNA- molekuli paljundamine kunstlikes tingimustes. Reaktsiooni läbiviimiseks on vajalik teada uuritava DNA lôigu otste nukleotiidset järjestust.
retentsiooniaeg. Lenduvuse nõue seab meetodile piirangud: mitte kõiki aineid ei saa gaasikromatograafiliselt analüüsida. 131. Millistele tingimustele peavad vastama ained, et neid saaks analüüsida gaasikromatograafiliselt? Peavad olema lenduvad ja rakendataval temperatuuril püsivad. Lenduvust saab iseloomustada keemistemperatuuriga. GC aparaat kannatab enamasti kuni 300 *C. Mida suurem molekul, seda madalam lenduvus. Mida rohkem polaarseid rühmi, seda vähem lenduv. Ained peavad sobima detektoriga. Väga polaarseid aineid on raske GC-ga analüüsida piikidel on sabad. Polaarsuse vähendamiseks ja lenduvuse parandamiseks võib proovi derivatiseerida. Analüüsitavate ainete hulk on piiratud: Peavad olema lenduvad; Peavad olema kõrge temperatuuri suhtes püsivad. Ained peavad olema lenduvad: lenduvust võib iseloomustada keemistemperatuuriga. Analüüsi temperatuuril termiliselt püsivad: GC aparatuur kannatab
Kasutatakse otseVV-s või SHDVV-s. OtseVV-tes võib kasutada regeneratiiv-detektorit. Sisendvõnkeringidega on iduktiivselt sidestatus TS- pool L2. Selle kaudu toimib pos. TS, mis kompenseerib võnkeringis L1L2 tekkivaid kadusid. C2 abil reguleeritakse vajalik TS suurus. Detektordioodina toimib transistori baasi ja emitteri vaheline juhtivus ja detekteeritud baasivool tüürib ühtlasi transistori kollektorivoolu. Sellise detektoriga VV-l on hea tundlikkus ja rahuldav selektiivsus, kuid võimendusreziim on ebastabiilne. On ka oht üleminekuks genereerimisreziimi. Sel juhul -9 V detektor põhjustab C2 R4 raadiohäireid, kui generaatori C6 sagedus antenni kaudu välja
annaabi.ee 
