PL223409B1

PL223409B1 - Sposób ekstrakcji analitów z roztworów wodnych, zwłaszcza przeznaczonych do analiz chromatograficznych

Info

Publication number: PL223409B1
Application number: PL405366A
Authority: PL
Inventors: Adam Kloskowski; Łukasz Marcinkowski; Wacław Janicki; Jacek Namieśnik
Original assignee: Politechnika Gdańska
Priority date: 2013-09-16
Filing date: 2013-09-16
Publication date: 2016-10-31
Also published as: PL405366A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób ekstrakcji analitów z roztworów wodnych, zwłaszcza przeznaczonych do analiz chromatograficznych, w szczególności do analiz z wykorzystaniem chromatografii gazowej.

Znane są sposoby ekstrakcji analitów polegające na wprowadzeniu cieczy jonowej do badanej próbki roztworu wodnego zawierającej oznaczane anality, ekstrakcji analitów poprzez emulgowanie otrzymanej mieszaniny w kąpieli ultradźwiękowej, rozdzieleniu mieszaniny na dwie fazy, oddzieleniu cieczy jonowej zawierającej anality od roztworu wodnego przez odwirowanie, odprowadzeniu fazy wodnej i wydzieleniu analitów.

Przedmiotem wynalazku jest sposób ekstrakcji analitów z roztworów wodnych, zwłaszcza przeznaczonych do analiz chromatograficznych, który charakteryzuje się tym, że ciecz jonową oddziela się od roztworu wodnego poprzez krystalizację, korzystnie z użyciem czynnika chłodzącego, a następnie przeprowadza się desorpcję analitów z cieczy jonowej przez jej ogrzanie, korzystnie poprzez przepływ gazu obojętnego. Wydzielone anality skrapla się w kolumnie kapilarnej z zastosowaniem czynnika chłodzącego, korzystnie ciekłego azotu. Skroplone anality doprowadza się do żądanej postaci, korzystnie gazowej, korzystnie poprzez ogrzanie do temperatury od 200 do 400°C, korzystnie od 250 do 350°C przez od 1 do 60 sekund, korzystnie od 15 do 30 sekund.

Sposób według wynalazku umożliwia przeprowadzenie ekstrakcji i analizy szeregu związków w próbkach wodnych. Pozwala na precyzyjne oznaczanie szerokiej gamy analitów z grupy lotnych związków organicznych i umożliwia ekstrahowanie analitów silnie polarnych z próbek wodnych. Sposób charakteryzuje się wysoką dokładnością ekstrakcji analitów oraz krótkim czasem procedury. Sposób umożliwia zminimalizowanie objętości stosowanego ekstrahenta i próbki wodnej. Zaletą wynalazku jest możliwość zastosowania pełnej automatyzacji całej procedury.

Wynalazek opisano bliżej w przykładach wykonania.

P r z y k ł a d 1

Sposób ekstrakcji prostych alkoholi (C₁-C₆) z próbek wodnych do oznaczania przy użyciu chromatografii gazowej

0,5 mL cieczy jonowej wprowadza się do 5 mL roztworu wodnego zawierającego oznaczane anality.

Roztwór wodny oraz ciecz jonową wprowadza się do naczynka pomiarowego z wykorzystaniem elektronicznej pipety. Otrzymaną mieszaninę emulguje się w łaźni ultradźwiękowej przez 2 min w temperaturze 25°C.

Następnie rozdziela się fazy, ciecz jonową z analitami i fazę wodną, poprzez wirowanie przez 5 min w 1500 obr/min.

Ciecz jonową wymraża się w łaźni wodnej w 5°C przez 10 min.

Fazę wodną oddziela się z wykorzystaniem pompy próżniowej.

Przeprowadza się desorpcję analitów w naczynku ekstrakcyjnym z wykorzystaniem gazu nośnego w postaci azotu przy natężeniu gazu nośnego: 5 mL/min w temperatura 250°C przez 60 sekund.

Anality zatrzymuje się w pułapce kriogenicznej w temperaturze kapilary szklanej -100°C, z wykorzystaniem przepływającego czynnika chłodzącego w postaci ciekłego azotu przez 60 sekund.

Proces desorpcji analitów z cieczy jonowej oraz ich zatrzymywanie w pułapce kriogenicznej przeprowadza się jednocześnie.

Przystępuje się do analizy chromatograficznej. Wydzielone anality ogrzewa się w pułapce termicznej z wykorzystaniem temperatury kapilary szklanej: 280°C w długości aktywnego odcinka wynoszącym 1 cm przez 15 sekund.

Anality kieruje się do dozownika chromatografu gazowego. Analizę chromatograficzną przeprowadza się w następujących parametrach:

Dozownik: gaz nośny: azot; temperatura dozownika: 250°C;

Kolumna: HP-lnnowax, 20 m, ID 0,32 mm, stały przepływ 1,2 ml/min;

Program temperaturowy: start 45°C - 4,3 min, narost 20°C/min do 100°C a następnie izoterma 100°C przez 8 min;

Detektor płomieniowo-jonizacyjny (FID), temperatura 300°C, przepływ H₂ - 40 ml/min, przepływ N₂ - 25 ml/min, przepływ powietrza - 400 ml/min.

PL 223 409 B1

Oznaczono następujące anality: metanol, etanol, propanol, izo-propanol, butanol, tert-butanol, pentanol, heksanol.

P r z y k ł a d 2

Sposób ekstrakcji prostych krótkołańcuchowych kwasów karboksylowych (C₂-C₇) z próbek wodnych do oznaczania przy użyciu chromatografii gazowej

Sposób ekstrakcji analitów przeprowadza się jak opisano w przykładzie 1 z tym, że proces emulgowania przeprowadza się w temperaturze 35°C, w łaźni ultradźwiękowej przez 1,5 min.

Wydzielone anality ogrzewa się w pułapce termicznej w temperaturze kapilary szklanej: 250°C przez 30 s.

Analizę chromatograficzną przeprowadza się w następujących parametrach pracy chromatografu gazowego:

Dozownik: gaz nośny: azot, temperatura dozownika: 200°C;

Kolumna: polarna kolumna kapilarna, Stabilwax DA (30 m x 0,25 mm x 0,25 mm), stały przepływ 1,0 ml/min;

program temperaturowy: start 70°C - izoterma przez 1 min, narost 25°C/min do 160°C izoterma przez 1 min, narost 10°C/min do 230°C a następnie izoterma przez 5 min;

detektor płomieniowo-jonizacyjny (FID): temperatura 250°C, przepływ H₂ - 40 ml/min, przepływ N₂ - 25 ml/min, przepływ powietrza - 400 ml/min.

Oznaczono następujące anality: kwas octowy, kwas propionowy, kwas masłowy, kwas izomasłowy, kwas 2-etylomasłowy, kwas Walerianowy, kwas izowalerianowy, kwas kapronowy, kwas enantowy, kwas kaprylowy.

P r z y k ł a d 3

Sposób ekstrakcji prostych aldehydów (C₂-C₆) z próbek wodnych do oznaczania z wykorzystaniem chromatografii gazowej.

Sposób przeprowadza się jak opisano w przykładzie 1 z tym, że proces emulgowania prowadzi się w temperaturze 30°C, w łaźni ultradźwiękowej przez 5,5 min.

Wydzielone anality ogrzewa się w pułapce termicznej, w temperaturze kapilary szklanej: 300°C przez 30 s.

Stosuje się następujące parametry pracy chromatografu gazowego:

Dozownik: gaz nośny: azot, temperatura dozownika: 250°; kolumna: polarna kolumna kapilarna, Agilent HP-5MS (30 m x 0,25 mm x 0,25 mm), stały przepływ 1,0 ml/min;

program temperaturowy: start 40°C - izoterma przez 1 min, narost 8°C/min do 150°C izoterma przez 1 min, narost 15°C/min do 270°C a następnie izoterma przez 5 min;

Oznaczono następujące anality: aldehyd octowy, aldehyd propionowy, aldehyd masłowy, aldehyd walerianowy, aldehyd kapronowy.

Claims

Sposób ekstrakcji analitów z roztworów wodnych, zwłaszcza przeznaczonych do analiz chrom atograficznych, polegający na wprowadzeniu cieczy jonowej do roztworu wodnego, emulgowaniu otrzymanej mieszaniny, korzystnie w kąpieli ultradźwiękowej, oddzieleniu cieczy jonowej zawierającej anality od roztworu wodnego, korzystnie przez odwirowanie, a następnie ekstrakcji analitów, znamienny tym, że ciecz jonową oddziela się od roztworu wodnego poprzez krystalizację, korzystnie z użyciem czynnika chłodzącego, a następnie przeprowadza się desorpcję analitów z cieczy jonowej przez jej ogrzanie, korzystnie poprzez przepływ gazu obojętnego, a następnie wydzielone anality skrapla się w kolumnie kapilarnej z zastosowaniem czynnika chłodzącego, korzystnie ciekłego azotu, a następnie skroplone anality doprowadza się do żądanej postaci, korzystnie gazowej, korzystnie poprzez ogrzanie do temperatury od 200 do 400°C, korzystnie od 250 do 350°C przez od 1 do 60 s ekund, korzystnie od 15 do 30 sekund.