Условия, при которых пламенно-ионизационный детектор не работает

• Если температура детектора составляет менее 150 ºС

• Если перекрыты потоки воздуха или водорода

• Если попытка автоматического поджига оказалась неудачной

 

Детектор по теплопроводности (Катарометр):

Это детектор концентрационного типа, сигнал которого зависит не только от массы (концентрации аналита), но и от времени нахождения аналита в ячейке детектора, то есть от суммарной скорости потока газа-носителя и поддувочного газов через ячейку.

(измерение теплопроводности газа-носителя в присутствии других веществ)

Детектор измеряет различие в теплопроводности чистого газа – носителя (газ-сравнения) и смеси газа-носителя с определяемым веществом (газ-колонки).

В детекторе имеется нить (вольфрамовая), нагреваемая с помощью электрического тока до температуры, превышающей температуру корпуса детектора. Через нить пропускаются чередующиеся потоки газа сравнения и газа колонки. Потоки газа, проходящие через нить, переключаются пять раз в секунду. Температура нити поддерживается постоянной, а необходимая для поддержания этой температуры мощности измеряется и регистрируется. При добавлении испытываемой пробы мощность, требуемая для поддержания температуры нити постоянной, изменяется.

 

78. Капиллярная газовая хроматография. Эффективность колонок и число теоретических тарелок. Параметр хроматографического разделения.

Время удерживания t_R - время от момента ввода анализируемой пробы до момента реОно складывается из двух составляющих – времени пребывания веществ в подвижной фазе (t_R0) и времени пребывания в неподвижной фазе (t_R'):

Значение t_R зависит от природы вещества и колонки (тип покрытия, толщина покрытия для капиллярных колонок, плотности набивки колонки для набивных), поэтому даже на аналогичных колонках оно различается.

Для характеристики истинной удерживающей способности колонки вводят исправленное время удерживания – t_R' (из времени удерживания вычесть время пребывания в подвижной фазе)

Эффективность колонок и число теоретических тарелок

Теоретическая тарелка – это условный участок хроматографической колонки, в пределах которого устанавливается равновесие вещества, распределенного между подвижной и неподвижной фазами (одна теоретическая тарелка отвечает однократному распределению между фазами).Чем больше теоретических тарелок в колонке, чем большее число раз устанавливается равновесие, тем эффективнее колонка.

Эффективность колонки характеризуется числом теоретических тарелок и высотой, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ). Число теоретических тарелок, обозначаемое как n,является основной характеристикой и рассчитывается по формулам:

и где μ и μ_0,5 соответственно ширина пика у основания и на середине высоты, измеренные в единицах времени удерживания.

Высота, эквивалентная теоретической тарелке (Н), рассчитывается по формуле, где L – длина колонки, и выражается в см.

Эффективность колонки тем выше, чем меньше высота, эквивалентная теоретической тарелке, и больше число теоретических тарелок.

Число эффективных теоретических тарелокN рассчитывают для учета влияния коэффициента емкости колонки (коэффициент емкости характеризует емкость удерживания колонки и показывает, во сколько раз вещество дольше находится в неподвижной фазе, чем в подвижной)

Разделение двух соседних пиков характеризуется разрешением Rs.

Разрешение является мерой полноты разделения двух веществ. Разделение считается полным, если R_S> 1,5

79. Капиллярная газовая хроматография. Определение количественного состава смеси методом внутренней нормализации с использованием калибровочных коэффициентов

Предполагается, что пики всех возможных компонентов смеси зафиксированы на хроматограмме, и сумма их площадей (S) равна 100% (содержание компонента в смеси равно отношению сигнала этого компонента к сумме сигналов всех компонентов, при этом могут быть использованы соответствующие калибровочные коэффициенты, на которые умножают площади пиков перед расчетом).

 

Объем пробы, вводимой в хроматограф, в этом случае не имеет значения, т.е. точная дозировка пробы в данном методе не требуется. Метод внутренней нормализации широко применяется в хроматографическом анализе многокомпонентных смесей; обычно им пользуются, если требуется узнать полный состав смеси

Метод внутренней нормализации дает правильные результаты только при выполнении следующих условий:

· проба полностью испаряется в дозирующем устройстве;

· все компоненты пробы полностью элюируются из разделительной колонки;

· все компоненты регистрируются детектором;

· пики на хроматограмме хорошо разрешены;

· все компоненты пробы заранее идентифицированы, то есть известно, какому соединению соответствует каждый пик на хроматограмме;

· для всех компонентов известны специфические поправочные коэффициенты, учитывающие различную чувствительность детектора к разным веществам,

· сигнал детектора линеен во всем диапазоне концентраций компонентов.

где Si – параметр хроматографического пика (площадь или высота); Ki – поправочные коэффициенты, зависящие от относительной чувствительности детектора к разным компонентам пробы.

 

80. Капиллярная газовая хроматография. Определение содержания компонента методом внешнего стандарта (или методом абсолютной градуировки). Расчеты по методу внешнего стандарта.

Метод абсолютной градуировки (метод внешнего стандарта) основан на использовании зависимости площади (S) хроматографического пика (или его высоты h) от концентрации соответствующего вещества в смеси (С_i) при постоянном объеме вводимой пробы, или от массы соответствующего вещества в пробе (q), введенной в хроматограф. Такую зависимость называют градуировочной.

Зависимость определяют экспериментально, разделяя приготовленные смеси известного состава, и выражают способами:

а) с помощью пропорции, если производят сравнение с одним эталоном. Такой упрощенный метод внешнего стандарта часто используют в фармацевтике, при анализе проб, имеющих близкий диапазон концентраций.

Готовят и анализируют один эталонный раствор, рассчитывая градуировочный коэффициент:

К_ст =С_ст / S_ст. (3.4)

Затем хроматографируют анализируемый раствор, определяют площадь пика анализируемого соединения S_i и рассчитывают концентрацию:

С_i = К_ст· S_i. = S_i ·С_ст/ S_ст

б) графически, в координатах S – q или S – Сi. При этом неизвестную концентрацию (или массу), соответствующую измеренной площади хроматографического пика, находят по графику.

в) либо используют уравнение, описывающее графическую зависимость С_i = К_i · S_i, где К_i -градуировочный коэффициент, S_i - площадь пика, С_i - концентрация вещества i

 

Условия хроматографирования при градуировке и определении содержания компонентов пробы должны быть идентичными. Одним из основных условий получения точных результатов по методу абсолютной градуировки является воспроизводимость размера пробы, поэтому метод, как правило, используют при наличии автоматических дозирующих устройств.

Воспроизводимость и правильность результатов анализа зависят от тщательности приготовления эталонных смесей и от постоянства режима работы хроматографической аппаратуры. Поскольку чувствительность детектора к различным веществам неодинакова, необходимо нахождение калибровочных коэффициентов для каждого индивидуального вещества. При переходе к другим условиям детектирования или даже к другим условиям разделения смеси коэффициенты определяют заново.

Таким образом, недостатком метода абсолютной калибровки является длительность предварительной подготовки к выполнению анализов. Поэтому метод используется в основном в тех случаях, когда проводятся серийные анализы однотипных проб по неизменной методике, причем надо определять не все, а лишь некоторые компоненты пробы.

81. Капиллярная газовая хроматография. Количественные характеристики аналитического метода. Предел обнаружения. Нижняя граница определяемых содержаний.

Для характеристики возможностей метода применительно к КАЧЕСТВЕННОМУ АНАЛИЗУ обычно приводят такую характеристику как предел обнаружения (С_мин илиS_DL).

Для расчета предела обнаружения аналитов измеряют и статистически обрабатывают аналитический сигнал фона (S_blank). Определяют величину его стандартного отклонения относительно среднего значения (s₀ или δ).

Предел обнаружения (S_DL) определяют путем экспериментального измерения дисперсии уровня аналитического сигнал фона (S_blank) по 3δ - критерию (или, иногда, 2δ-критерию), где δ- стандартное отклонение.

Нередко аналитический сигнал фона (S_blank) обусловлен не только также шумами, возникающими в измерительных приборах, усилителях, но и наличием примесей определяемого компонента в реагентах, растворителях, в матрице образца, и т.п.

 

В таком случае аналитический сигнал фона не равен нулю, и его измеряют отдельно для каждого аналита, как площадь пика на хроматограмме растворителя (Signal blank) при временах удерживания, соответствующих аналитам:

S _blank = S (t_Ranalyte)

При измеренном аналитическом сигнале фона полезным сигналом (S) при хроматографировании пробы необходимо считать разницу между измеренным сигналом (S_measured) и аналитическим сигналом фона (S_blank):

S ₌ S_measured - S_blank

В зависимости от того, вычитают или нет а налитический сигнал фона (Sblank) из измеренного, для измерения сигнала, соответстветствующий пределу обнаружения аналита используют формулы:

1)полезный аналитический сигнал, соответстветствующий пределу обнаружения аналита определяют по формуле: S_DL = 3 s₀

2)аналитический сигнал, соответствующий пределу обнаружения аналита определяют по формуле S_DL = S_blank+3 s₀

(при этом аналитический сигнал фона (S_blank) не вычитают из измеренного сигнала!)

С_DL определяют по градуировочному графику на основе рассчитанных величин S_DL.

Для характеристики возможностей метода применительно к КОЛИЧЕСТВЕННОМУ АНАЛИЗУ обычно приводят диапазон определяемых содержаний – область значений определяемых содержаний, ограниченную верхней и нижней границей определяемых соединений.

Верхняя граница (с_в) - наибольшее значение концентрации или количества компонента, определяемое по методике. Оно, как правило, ограничено либо изученным интервалом, либо возможностью измерения сигнала с достаточной точностью. Может быть легко увеличено путем разбавления исходного раствора.

Нижняя граница (с_н) - наименьшее содержание, определяемое по методике.

Один из способов определения нижней границы определяемых содержаний состоит в определении того минимального количества, которое можно измерить с относительным стандартным отклонением s_r< 0.33.

Другой способ состоит в измерении предела количественного определенияС_LOQ. Для измерении предела количественного определения проводят измерение величины аналитического сигнала фона (S_blank) и дисперсии уровняаналитического сигнала фона( δ ).

Аналогично определению S_DL, для расчетов можно использовать измеренный или полезный аналитический сигналы. Сигнал, соответствующий пределу количественного определения (S_LOQ), определяют по 10 δ - критерию, где δ - стандартное отклонение аналитического сигнала фона.

Аналитический сигнал (где сигнал - измеренная величина), соответствующий пределу количественного определения аналита (S_LOQ) определяют по формуле 4.14. Полезный аналитический сигнал (где сигнал - измеренная величина минус S_blank), соответствующий пределу количественного определения аналита (S_LOQ) определяют по формуле 4.15.:

S_LOQ = S_blank +10 s₀ (S_LOQ - это измеренный аналитический сигнал) (4.14)

S_LOQ = 10 s₀ (S_LOQ - это полезный аналитический сигнал) (4.15)

Используя полученные величины S_LOQ, определяют С_LOQ по градуировочному графику.

82. Область применения видимой и УФ-спектроскопии в фармации: качественный и количественный анализ вещества. Исследование структурных и динамических свойств молекулярных систем.

Спектроскопия изучает взаимодействие электромагнитного излучения с веществом.

Одним из общих свойств молекул является способность к избирательному поглощению электромагнитного излучения, что и положено в основу исследования строения и идентификации веществ

Ультрафиолетовая область спектра (200-400нм)

Видимая область спектра (400-800нм)

Уменьшение интенсивности монохроматического излучения, проходящего через гомогенную поглощающую среду, количественно описывается законом Бугера-Ламберта-Бера:

log ₁₀(1/ Т) = А = ε ∙ c ∙ b, (1)

где:

• Т – пропускание, отношение интенсивности светового потока, прошедшего через вещество, к интенсивности падающего на вещество светового потока; Т = I / I ₀;
• I – интенсивность прошедшего монохроматического излучения;
• I ₀ – интенсивность падающего монохроматического излучения;
• ε – молярный показатель поглощения;
• с – молярная концентрация вещества в растворе;
• b – длина оптического пути или толщина слоя, в сантиметрах.

Величина log ₁₀(1/ Т) носит название оптической плотности, обозначается буквой А и является измеряемой величиной. В отсутствии других физико-химических факторов измеренная оптическая плотность (А) пропорциональна концентрации вещества в растворе (с) и толщине слоя (b).

Величина представляет собой удельный показатель поглощения, т.е. оптическую плотность раствора вещества с концентрацией 10 г/л (1 г/100 мл) в кювете с толщиной слоя 1 см. Величины и ε связаны соотношением:

где:

М.м. – молекулярная масса исследуемого вещества.