Elválasztástechnikák

Az előadások a következő témára: "Elválasztástechnikák"— Előadás másolata:

1 Elválasztástechnikák

2 (Ultra)centrifugálás Elektroforézis Tömegspektrometria
Kromatográfia (Ultra)centrifugálás Elektroforézis Tömegspektrometria (Михаил Цвет 1903; Varsó Cholnoky és Zechmeister, Pécs; a „magyar maffia”: Kováts Ervin, Halász István, Detre László, Horváth Csaba) (Theodor Svedberg) (Arne Tiselius)

3 The Svedberg és Arne Tiselius (Uppsala, Svédország)
The Svedberg Arne Tiselius ultracentrifuga „free boundary electrophoresis” Nobel díj, Nobel díj, 1948

4 A módszerek közti hasonlóság
Erő hatására vándorló komponensek A komponensek vándorlási sebessége a tulajdonságuktól és a komponenseket körülvevő közeg tulajdonságaitól függ A vándorlási sebességben jelentkező különbség lehetővé teszi az egymástól való elválasztást

5 Az erő Kromatográfia: nyomáskülönbséget előidéző erő Centrifugálás: centripetális erő ellenereje/gravitáció Elektroforézis: elektromos térerő Tömegspektrometria: elektromos térerő

6 A mintakomponensek Kromatográfia: oldható vagy gázhalmazállapotba vihető komponensek (méret-határ) Centrifugálás: oldható komponensek (méret-határ) Elektroforézis: töltéssel rendelkező és töltés nélküli komponensek Tömegspektrometria: töltéssel rendelkező részecskék

7 A közeg Kromatográfia: mozgó és állófázis Centrifugálás: oldószer Elektroforézis: háttérelektrolit (esetenként bonyolult keverék) Tömegspektrometria: vákuum (mágneses tér, elektromos tér)

8 A kromatográfia

9 Meghatározások Nyomáskülönbség hatására mozgó folyadékban/gázban oldott (elegyített) komponens(ek) vándorlása, amelynek során az álló fázissal a komponens(ek) időlegesen kölcsönhatásba lépnek, és ezáltal a mozgó fázistól „elmaradnak” (ez a visszatartás, „retenció” jelensége) A retenció következtében kialakuló átlagsebesség az anyagra jellemző (minőségi információ) Makroszkópikusan a retenciós jelenségek következtében a kromatográfiát a vizsgálandó komponensnek az álló és mozgó fázis közötti „megoszlás”-ával is szokták jellemezni.

10 A kromatográfia első „pillanata”
Михаил Цвет Mikhail Tswett ( ) növényi pigmentek elválasztása (Varsó, orosz származású botanikus) porított alumínium-oxid oszlopon színes csíkok chroma szín(es) graphein írni kromatográfia szín(es)-írás

11 A kromatográfia néhány további „pillanata”
1930 és 1972 között 12 Nobel díj kromatográfiával kapcsolatos kutatásokért (Kuhn 1937, Karrier 1938, Ruzicka 1939, Tiselius 1948, Martin és Synge 1952, …) Zechmeister László és Cholnoky László (1937, Pécs) az első, kromatográfiáról szóló könyv Kováts Ervin (retenciós) index a gázkromatográfiában Horváth Csaba az első HPLC készülék

12 A kromatográfiás eljárások csoportosítása
a mozgó (és álló) fázis alapján folyadék és gázkromatográfia a kivitelezés technikája alapján planár (sík), oszlop (töltött és nem töltött) a kölcsönhatás (elválasztás) mechanizmusa szerint adszorpciós, megoszlásos, ioncsere affinitás, hidrofób, királis, egyéb kölcsönhatáson alapuló méret-kizárásos (ideális esetben nincs kölcsönhatás)

13 A kromatográfiás eljárások csoportosítása
a mozgó (és álló) fázis alapján folyadék és gázkromatográfia a kivitelezés technikája alapján planár (sík), oszlop (töltött és nem töltött) a kölcsönhatás (elválasztás) mechanizmusa szerint adszorpciós, megoszlásos, ioncsere affinitás, hidrofób, királis, egyéb kölcsönhatáson alapuló méret-kizárásos (ideális esetben nincs kölcsönhatás)

14

15 A kromatográfiás eljárások csoportosítása
a mozgó (és álló) fázis alapján folyadék és gázkromatográfia a kivitelezés technikája alapján planár (sík), oszlop (töltött és nem töltött) a kölcsönhatás (elválasztás) mechanizmusa szerint adszorpciós, megoszlásos, ioncsere affinitás, hidrofób, királis, egyéb kölcsönhatáson alapuló méret-kizárásos (ideális esetben nincs kölcsönhatás)

16 Sík (planar) kromatográfia

17 Két dimenziós vékonyréteg kromatográfia

18 Aminosavak két-dimenziós vékonyréteg-kromatográfiája

19 Vékonyréteg-kromatogramok kifejlesztése

20 Oszlopkromatográfia

21 Egyszerű oszlop-kromatográfia

22 Gázkromatográfiás kapilláris oszlop (kolonna)

23 A kromatográfiás eljárások csoportosítása
a mozgó (és álló) fázis alapján folyadék és gázkromatográfia a kivitelezés technikája alapján planár (sík), oszlop (töltött és nem töltött) a kölcsönhatás (elválasztás) mechanizmusa szerint adszorpciós, megoszlásos, ioncsere affinitás, hidrofób, királis, egyéb kölcsönhatáson alapuló méret-kizárásos (ideális esetben nincs kölcsönhatás)

24 Adszorpciós kromatográfia

25 Megoszlásos kromatográfia

26 Ioncserélő kromatográfia (anion v. kationcserélő)

27 Az anioncserélő kromatográfia elválasztási mechanizmusa

28 Affinitás kromatográfia

29 Méret-kizárásos kromatográfia

30 „Gélszűrés” (molekulanagyság szerinti elválasztás)

31 Kromatográfiás elválasztó mátrixok
szilikagél(-szemcsék) cellulóz (TLC) „alumina” (Tswett)

32 Kovalens ligandumkapcsolás szilikagél-szemcsékre

33 Kromatogram egy hullámhosszon felvéve
További detektálási technikákról a későbbiekben szó lesz!

34 Detektálás spektrális detektorral

35 Kromatográfiás kiértékelés
minőségi és mennyiségi analízis a jel (csúcs) nagysága, intenzitása arányos az anyagmennyiséggel adott komponensek mindig azonos sebességgel mozdulnak el