Учебное пособие по химии для самостоятельной работы студентов медицинских вузов Рекомендуется для студентов, обучающихся по специальностям
жүктеу/скачать 1,06 Mb.
|
Физико-химические методы (1)
| В газовой хроматографии подвижной фазой служит газ, а неподвижной фазой твёрдый гранулированный адсорбент, которым заполняется хроматографическая колонка. Газовую хроматографию применяют для разделения летучих термически устойчивых веществ с относительно небольшой молекулярной массой.
Для проведения газовой хроматографии используют газовый хроматограф (рис. 21). Анализируемая смесь вводится в испаритель и с потоком газа-носителя попадает в колонку с неподвижной фазой, помещённую в термостат. Для увеличения эффективности разделения компонентов смеси используют колонки большой протяжённости в виде спирали. Рис. 21. Схема газового хроматографа: 1 дозатор; 2 колонка; 3 детектор; 4 электронный преобразователь сигнала; 5 самописец; 6 термостат. На выходе из колонки помещают детектор, который измеряет какое-либо физическое свойство газового потока (теплопроводность, ионизацию вещества в пламени, захват веществом электронов и др.) и преобразует его в электрический сигнал, фиксируемый самописцем в виде хроматограммы (рис. 22). Поскольку каждый компонент смеси движется к выходу из колонки с определённой скоростью, хроматограмма представляет собой несколько пиков. Каждый пик соответствует выходу из колонки определённого компонента смеси, а площадь пика пропорциональна его содержанию. Рис. 22. Линейные изотермы сорбции трёхкомпонентной смеси и соответствующие им пики на хроматограмме. Идентификацию вещества проводят по времени удерживания, которое сравнивают со временем удерживания эталона при его хроматографировании в тех же условиях. Относительное содержание каждого компонента в смеси находят, сравнивая площадь его пика с суммой площадей всех пиков, присутствующих на хроматограмме. Газовая хроматография находит применение в химической, фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности. С повышением экологических требований к среде обитания, продуктам, лекарствам резко возросла роль газовой хроматографии как метода анализа. Так, этот метод широко используется в настоящее время в анализе органических суперэкотоксикантов. С помощью метода газовой хроматографии определяют хлор-, азот- и фосфорорганические пестициды, полихлорированные и полибромированные бифенилы, нитроароматические соединения и многие другие вещества. Газовую хроматографию часто комбинируют с масс-спектрометрией. Масс-спектрометрические методы анализа основаны на определении отдельных ионизированных атомов, молекул и радикалов посредством разделения потоков, содержащих частицы с разным отношением массы к заряду, в результате комбинированного действия электрического и магнитного полей. Для разделения ионов исследуемого вещества по величинам m/z, измерения этих величин и токов разделяемых ионов используют приборы, которые называются масс-спектрометрами. Основные системы этих сложных приборов указаны на рис. 23. Рис.23. Блок-схема масс-спектрометра. Система ввода пробы обеспечивает строго дозированный ввод вещества, кратчайшую доставку к месту ионизации и автоматическую смену образцов без нарушения вакуума. Разработаны системы ввода газообразных, легколетучих и труднолетучих веществ. Ионный источник предназначен для образования газообразных ионов исследуемого вещества и формирования ионного пучка, который направляется далее в масс-анализатор. При этом образуются молекулярные ионы (катион-радикалы), причем ионы с небольшим запасом энергии устойчивы и достигают приёмника, а ионы с большой энергией распадаются по пути движения на ионы с меньшей молекулярной массой. В масс-анализаторе под комбинированным действием электрического и магнитного полей происходит пространственное или временное разделение ионов с различными значениями m/z. Детекторы (приёмники) ионов располагают на выходе прибора; для детектирования используют электронные умножители и сцинтилляционные детекторы с фотоумножителем, которые позволяют регистрировать ионы с очень высокой чувствительностью (ток до 1019 А). Масс-спектрометр работает в условиях глубокого вакуума (105 106 Па), который позволяет свести к минимуму потерю разрешающей способности прибора из-за столкновения ионного пучка с нейтральными молекулами. Управление масс-спектрометром требует автоматизации всех процессов с помощью ЭВМ. Метод хромато-масс-спектрометрии позволяет определять полихлорированные дибензо-п-диоксины, полихлорированные дибензофураны и бифенилы, многие другие высокотоксичные ксенобиотики в природных объектах и биопробах. Кроме того, газовая хроматография используется во многих областях медицины, в гигиене и экологии для определения содержания вредных примесей в воздухе, воде и пищевых продуктах. Этот метод используют также в токсикологии и судебной медицине для диагностики отравлений техническими жидкостями (хлорпроизводными углеводородов, алкоголем и его суррогатами), в фармакологии и фармации для контроля качества препаратов, исследования метаболизма лекарственных средств. Применение газовой хроматографии в биохимических целях позволило исследовать липиды, углеводы, белки, жирные кислоты. Возможность определения индивидуального состава жирных кислот тех или иных липидов является мощным инструментом в познании структуры и функции биологических мембран, процессов внутриклеточного метаболизма. Газохроматографическое определение спектра карбоновых кислот цикла Кребса внесло большой вклад в понимание процессов метаболизма при различных патологических состояниях. Газовая хроматография используется в медицинской микробиологии и диагностике врожденных нарушений метаболизма. Перспективой применения данного метода является концепция метаболических профилей систем интегральной оценки метаболизма. С унификацией основных техник газовой хроматографии, ростом чувствительности детекторов станет возможно повседневное использование метаболических профилей в целях практической диагностики. Разновидностью газовой хроматографии является газо-жидкостная хроматография, при которой подвижной фазой является газ, а неподвижной нелетучая жидкость, нанесённая в виде тонкого слоя на твёрдый носитель. жүктеу/скачать 1,06 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|