I technikach pokrewnych u progu XXI. Quo Vadis Chromatographia?



Pobieranie 160.12 Kb.
Strona4/4
Data30.04.2016
Rozmiar160.12 Kb.
1   2   3   4

6. DETEKTORY I TECHNIKI ŁĄCZONE


Niezwykle ważnym aspektem w fizykochemicznych technikach rozdzielania, stanowiących wyzwanie w poszukiwaniu selektywnych układów identyfikujących, są specyficzne układy detekcyjne. Podobnie jak w chromatografii gazowej, gdzie od dawna znane są połączenia GC z urządzeniami MS czy GC z FTIR a nawet GC-AAS, zastosowanie w HPLC czy CZE innych detektorów niż tradycyjne już UV-Vis czy DAD daje możliwość szerszego wykorzystania tych technik w analityce składników śladowych. Opisane jest wykorzystanie spektrometru NMR jako specyficznego detektora przy oznaczaniu witaminy A, flawonoidów z ekstraktów roślinnych [95,96]. Takie połączenie pozwala nie tylko na identyfikację jakościową i ilościową oznaczanego indywiduum, ale i na określenie struktury analitu, jeżeli nie jest ona znana. Obiecującym, z punktu widzenia diagnostyki medycznej i farmakologii, wydaje się sprzężenie urządzenia NMR z chromatografią cieczową lub elektroforezą kapilarną w celu bezpośredniego oznaczania substancji biologicznie czynnych na granicy płyn ustrojowy  komórka [95]. Innym interesującym, specyficznym detektorem stosowanym w chromatografii cieczowej, zarówno w tradycyjnej HPLC i jej odmianie, jaką jest chromatografia żelowa, jak i mikro-HPLC, jest detektor światła rozproszonego (ang. light-scattering detector - LSD) [97]. Znajduje on zastosowanie w oznaczaniu szerokiego spektrum analitów: polimerów, cukrów, fosfolipidów, alkoholi oraz wolnorodnikowych produktów procesu przemian chemicznych w żywności, paszach i organizmach żywych, które są prekursorami wielu chorób- w tym nowotworów. Daje to nadzieję na szybsze wykrywanie zmian chorobowych w organizmach zwierzęcych i ludzkich [98].

Konieczność analizy coraz bardziej złożonych mieszanin i skomplikowanych analitów oraz oznaczenia różnych form indywiduów na niskim poziomie stężeń wymagają zastosowania metod o dużej czułości i specyficzności detekcji badanego związku (analiza specjacyjna). Takie możliwości daje zastosowanie połączeń chromatografu cieczowego ze spektrometrem absorpcji atomowej lub emisyjnej, a także spektrometrem mas, zwłaszcza z jonizacją w plazmie sprzężonej indukcyjnie (ICP-MS) lub z wykorzystaniem jonizacji poprzez elektrorozproszenie (ESI-MS) [99].

Zastosowanie połączeń chromatografii gazowej i/lub cieczowej z ICP-MS i ESI-MS jest jedną z najbardziej popularnych technik sprzężonych [100,101]. W układzie ICP-MS zazwyczaj używa się chromatografii jonowymiennej (IC) lub chromatografii wykluczania (SEC).























+















Rys. 16 Możliwości sprzęgania różnych technik, które znajdują zastosowanie w analityce składników śladowych.


Łączenie techniki RP HPLC jest trudniejsze, ze względu na obecność w fazie ruchomej dużych ilości lotnego rozpuszczalnika organicznego przez pojawienie się problemów z całkowitym niszczeniem substancji organicznych w plazmie, wzrostem ciśnienia w próżniowym układzie detekcyjnym, co zakłóca rozdzielanie jonów. W tym celu podjęto próbę połączenia elektroforezy kapilarnej (zapewniona lepsza selektywność i mniejsza ilość próbki) z urządzeniami ICP-MS i ESI-MS. Takie układy sprzężone służą między innymi do oznaczania białek np.: metalotioneiny (rys. 17) [102].


HPLC

CE

kapilara

wysokie napięcie

bufor

bufor

próbka

rozpuszczalniki

dozownik

kolumna chromatograficzna

przedkolumna

pompa

ICP-MS


Rysunek 17 Wykorzystanie technik łączonych (HPLC lub CE – ICP-MS) do oznaczania metalotioneiny w próbkach biologicznych [102]

Metalotioneina jest białkiem odpowiedzialnym za dezaktywację metali toksycznych (cynku, kadmu ołowiu, rtęci). Możliwość sprzężenia urządzenia RP HPLC (do rozdzielania) oraz ESI-MS lub ESI-MS/MS (do identyfikacji) pozwala na określenie sekwencji aminokwasów we fragmentach białka (proteomika), co stanowi przyczynek do poznania ludzkiego genomu (genomika). Analiza bionieorganiczna stanowi przyszłość w wyjaśnianiu efektów blokowania i mutacji DNA i RNA. Połączenia te pozwolą również na identyfikacje i określenie dróg migracji i miejsc kumulacji ksenobiotyków w komórkach roślinnych jak i zwierzęcych (np. nonylofenoli, mykotoksyn i ich wpływ na mutacje DNA i RNA) (metabolityka) [103].

Znaczny rozwój technik komputerowych nie tylko ułatwił pracę w laboratorium, ale również pozwolił na możliwość lepszej wizualizacji, a nawet śledzenia w/w procesów w trakcie analizy poprzez modelowanie molekularne z wykorzystaniem chemometrii. Modelowanie molekularne z zastosowaniem różnych programów komputerowych znalazło zastosowanie w próbach opisu struktur utworzonych na powierzchni żelu krzemionkowego i ich zachowania w warunkach chromatograficznych [104]. Jednakże najbardziej interesujące wydaje się zastosowanie modelowania molekularnego do projektowania nowych substancji leczniczych oraz śledzenia transportu leków i ksenobiotyków przez naturalne bariery biologiczne [105,106]. Przyczyniło się ono również do poznania wielu złożonych związków chemicznych, takich jak białka, kwasy nukleinowe i biopolimery [9,10,84,98-100]. W efekcie możliwa jest redukcja, a nawet wręcz wyeliminowanie drogich i zbędnych niejednokrotnie eksperymentów. Z drugiej zaś strony daje to możliwość wejścia jakby „głębiej” w świat za pomocą tak wyrafinowanych technik jak mikroskopia atomowa czy wysokorozdzielcze układy ICP lub NMR sprzężone ze spektrometrami masowymi pozwalającymi na wielokrotną fragmentację (MSn).



Jak w każdej technice analitycznej nie wolno zapomnieć o walidacji i ocenie statystycznej wyników. Ten ważny krok w nowoczesnej analityce umożliwia oszacowanie danych i ich zaszeregowanie. Dzięki temu możliwa jest tzw. kompleksowa analiza począwszy od pobierania próbki poprzez jej przygotowanie i finalne oznaczenie. To daje możliwość planowania robotyzacji i automatyzacji przedsięwzięcia, a wiec redukcji ewentualnie popełnianych błędów w trakcie oznaczeń. Ma to szczególnie istotne znaczenie, gdy oznaczenia prowadzi się bezpośrednio na/lub w żywym organizmie – komórce. Stężenia w takich przypadkach są na poziomie ultraśladów czy subultraśladów, a analityk dysponuje minimalną ilością oznaczanej próbki. Dlatego też integralnym elementem nowoczesnej analityki i ważnym kierunkiem rozwoju technik separacyjnych jest opracowywanie i poszukiwanie nowych rozwiązań w tym zakresie.
7. PODSUMOWANIE
Reasumując przedstawione powyżej rozważana autorzy zdają sobie sprawę z poruszonych tylko nielicznych zagadnień, które mogą stanowić wstęp do głębszej i bardziej szczegółowej dyskusji. Wielokierunkowość zastosowań technik rozdzielania, stwarza możliwości interdyscyplinarnego podejścia do tych ważnych i aktualnych zagadnień, zaś do rozwiązania ich konieczne jest zwrócenie uwagi na tak ważkie pytania, jak: dlaczego? po co? jak? i za ile? Uzyskując odpowiedź na te kwestie, bez wątpienia i u progu XXI stulecia, aktualne będą zagadnienia związane z:

  • technologią wypełnień, kolumn i innych układów separacyjnych takich, jak: chipy, multikanały, membrany i związany z tym problem selektywności,

  • poszukiwaniem nowych typów specyficznych detektorów i układów identyfikujących,

  • miniaturyzacją układów separacyjnych i detekcyjnych,

  • unifikacją systemów separacyjnych,

  • opracowaniem nowych metodyk przygotowania próbek i łączenie ich w układy on-line,

  • opracowaniem nowoczesnych i prostych metodyk i procedur analitycznych,

  • opracowaniem wzorców i materiałów odniesienia jak również bibliotek widm
    i danych retencyjnych, itd.

  • automatyzacją i robotyzacją procesu rozdzielania poprzez stosowanie układów wielowymiarowych i sprzężonych.



LITERATURA


  1. Buszewski B., Jezierska M., Wełniak M., Berek D., J. High Resol. Chromatogr., 21, 1998, 267.

  2. Poole C.E., Poole S.K., Chromatography today, Elsevier, Amsterdam 1991.

  3. Jennings W., Analytical Gas Chromatography, Academic Press, New York-London 1989.

  4. Buszewski B., Szumski M., Crit. Rev. Anal. Chem., 32, 2002, 1.

  5. Buszewski B., Gadzała-Kopciuch R.M., Markuszewski M., Kaliszan R., Anal. Chem., 69, 1997, 3277.

  6. Colón L.E., Maloney T.D., Anspach J., Colón H., Advance in Chromatography, 42, 2003, 43.

  7. Tswett W.M., Ber. Deut. Botan Ges., 24, 1906, 384.

  8. Mullett W.M., Pawliszyn J., J. Sep. Sci., 26, 2003, 251.

  9. Buszewski B., Jezierska-Świtała M., Kaliszan R., Wojtczak A., Albert K., Bachmann S., Matyska M.T., Pesek J.J., Chromatographia, 53, 2001, S-204.

  10. Fuhrhop J.H., Köning, Membranes and Molecular Assemblies: The Synkinetic Approach, The Royal Society of Chemistry, Cambridge 1994.

  11. Pietrzyk D.J., in High Performance Liquid Chromatography, (Brown P.R., Hartwick R.A. Ed.), Wiley, New York, 1989.

  12. Hosoya K., Kageyama Y., Kimata K., Araki T., Tanaka N., Frechet J.M.J., J. Mat. Pol. Sci. A, 34, 1996, 2767.

  13. Knox J.H., Unger K.K., Müller H., J. Liquid. Chromatogr., 6, 1983, 1.

  14. Packings and Stationary Phases in Chromatographic Techniques, (Unger K.K. Ed.), Marcel Dekker, New York-Basel 1990.

  15. Leboda R., Mater. Chem. Phys., 34, 1993, 123.

  16. Berek D., Novák I., Chromatographia, 31 1990, 582.

  17. Nawrocki J., Rigney M.P., McCormic A., Carr P.W., J. Chromatogr., 657, 1993, 229.

  18. Pesek J.J., Matyska M.T., J. Cap. Elec., 4, 1997, 213.

  19. Buszewski B., Chemia Stosowana, 32, 1988, 203.

  20. Nawrocki J., Buszewski B., J. Chromaogr., 449, 1988, 1.

  21. Buszewski B., Chemically Bonded Phases in Chromatographic Analysis; Preparation, Characterization and Application, STU, Bratislava 1992.

  22. Claessens H.A., Characterization of Stationary Phases for Reversed Phase Liquid Chromatography; Column Testing, Classification and Chemical Stability, TUE, Eindhoven 1999.

  23. Nawrocki J., Chromatographia, 31, 1999, 177 i 193.

  24. Majors E.R., LC-GC, 9, 1991, 686.

  25. Claessens H.A., van Straten M.A., Cramers C.A., Jezierska M., Buszewski B., J. Chromatogr., 826, 1998, 135.

  26. Albert K., J. Sep. Sci., 26, 2003, 215.

  27. Sander L.C., Wise S.A., CRC. Crit. Rev. Anal. Chem., 18, 1987, 299.

  28. Szábo K., Le Ha N., Schneider Ph., Zeltner P., Kovats E., Helv. Chim. Act., 67, 1984, 2128.

  29. Buszewski B., Jurášek A., Garaj J., Nondek L., Novak I., Berek D., J. Liquid. Chromatogr., 10, 1987, 2325.

  30. Buszewski B., Gadzała-Kopciuch R.M., Jaroniec M., J. Liq. Chromatogr. & Rel. Technol., 20, 1997, 2313.

  31. Pidgeon C., Venkataram U.V., Anal. Biochem., 176, 1989, 36.

  32. Buszewski B., Jezierska M., Wełniak M., Kaliszan R., J. Chromatogr. A, 845, 1999, 433.

  33. Buszewski B., Jezierska-Świtała M., Kowalska S., J. Chromatogr. B, 673, 2003, 11.

  34. Buszewski B., Jaroniec M., Gilppin R.K., J. Chromatogr. A, 673, 1994, 11.

  35. Tittlebach V., Gilpin R.K., Anal. Chem., 67, 1995, 347.

  36. Buszewski B., Kawka S., Wolski T., LC-GC, 11, 1993, 366.

  37. Sybilska D., Zukowski J., Bojarski J., J. Liq. Chromatogr., 9, 1989, 591.

  38. Sybilska D., Smolková-Keulemansová E., Application of Inclusion Compounds in Chromatography, in: Inclusion Compounds (Davies J.E. Ed.), Vol. III, Ch. VI, pp. 173-243, Academic Press, London, 1984.

  39. Menges W.H., Armstrong D.W., in Chiral Separation by Liquid Chromatography (Ahuja A.S.C., Ed), ASC Washington D.C. 1991.

  40. Tanaka N., Kimata K., Hosoya K., Araki T., Barnhart E.R., Alexander L.R., Sirimanne S., McClure P.C., Grainger J., Patterson Jr. D.G., Polish J. Environm. Stud., 5, 1996, 59.

  41. Saito Y., Ohta H., Jinno K., J. Sep. Sci., 26, 2003, 225.

  42. Harris D.C. Quantitative Chemical Analysis, New York, W.H. Freeman and Company, 1999.

  43. Chromatographic Separation Based on Molecular Recognition (Jinno K. Ed.), New York, Wiley-VCH, 1996.

  44. Francis A.H., Xiao J., Savina M.R., Martin G.B., Meyerhoff M.E., J. Chromatogr., 715, 1995, 19.

  45. Witkiewicz Z., Oszczudłowski J., Repelewicz M., Chem. Anal. (Warsaw), 48, 2003, 397.

  46. Saito Y., Jinno K., Pesek J.J., Chen Y.L., Luehr G., Archer J., Fetzer J.C., Biggs W.R., Chromatographia, 38, 1994, 295.

  47. Pesek J.J., Cash T., Chromatographia, 27, 1987, 559.

  48. Buszewski B., Jezierska M., Ostrowska-Gumkowska B., Mat. Chem. Phys., 72, 2001, 30.

  49. Bristow P.A., Knox J.H., Chromatographia, 13, 1977, 339.

  50. Unger K.K., Ehwald V., Grossman F., Engelhardt H., Arangio M., Lobert Th., Smith R.M., Subba Rao P.V., Cramers C.A., Claessens H.A., Arras R., Krebs K.-F., Wieland G., Bischoff K., Hoffmann A., Ross P., Citty M., Sanchez D., Niklasson K., Sieber M., Ihlbrock D., Kütt W., Hastenteufel St., Chromatographic Performance and Selectivity Tests of the EU References C18 Bonded silica column: on Intermediate Report, część A i B prezentowana podczas 21th International Symposium on High Performance Liquid Chromatography Separation and Related Techniques, 22-27 czerwca 1997, Birmingham, UK.

  51. Engelhardt H., Jungheim M., Chromatographia, 29, 1990, 59.

  52. Engelhardt H., Arangio M., Lobert T., LC-GC, 15, 1997, 856.

  53. Walters M.J., J. Assoc. Off. Anal. Chem., 70, 1987, 465.

  54. Kimata K., Iwaguchi K., Onishi S., Jinno K., Eksteen R., Hosoya H., Araki M., Tanaka N., J. Chromatogr. Sci., 27, 1989, 721.

  55. Daldrup T., Kardel B., Chromatographia, 18, 1984, 81.

  56. Sander L.C., Wise S.A., Anal. Chem., 67, 1995, 3284.

  57. Buszewski B., Cendrowska I., Krupczyńska K., Gadzała-Kopciuch R.M., J. Liquid Chromatogr. & Rel. Technol., 26, 2003, 737.

  58. Kaliszan R., van Straten M., Markuszewski M., Cramers C.A., Claessens H.A., J. Chromatogr. A, 835, 1999, 455.

  59. Buszewski B., Krupczyńska K., Gadzała-Kopciuch R.M., Rychlicki G., Kaliszan R., J. Sep. Sci., 26, 2003, 322.

  60. Al.-Haj M.A., Kaliszan R., Buszewski B., J. Chromatogr. Sci., 39, 2001, 29.

  61. Kaliszan R., Bącze T., Buciński A., Buszewski B., Sztupecka M., J. Sep. Sci., 29, 2003, 271.

  62. Kaliszan R., Handbook of Advanced Materials Testing, Quantitative Structure-Chromatographic Retention Relationship, (Cheremissinoff N.P., Ed.), Marcel Dekker Inc., New York 1995.

  63. Soczewiński E., Wachtmeister C.A., J. Chromatogr., 23, 1987, 243.

  64. Abraham M.H., Chem. Soc. Rev., 22, 1987, 243.

  65. Abraham M.H., McGovan J.C., Chromatographia, 23, 1987, 243.

  66. Kaliszan R., Markuszewski M., Chem. Anal. (Warsaw), 48, 2003, 373.

  67. Jaroniec M., J. Chromatogr. A, 656, 1993, 37.

  68. Dorsey J.G., Dill K.A., Chem. Rev., 89, 1989, 331.

  69. Vailaya A. Horváth Cs., J. Chromatogr. A, 829, 1998, 1.

  70. Jandera P., J. Chromatogr., 314, 1984, 13.

  71. Dorsey J.G., Cooper W.T., Anal. Chem., 66, 1994, 857A.

  72. Neue U.D., HPLC Columns. Theory Technology and Practice, Wiley-VCH, New York, 1997.

  73. Jandera P., Halama M., Novotná, K., Bunčeková S., Chromatographia Supplement, 57, 2003, 20.

  74. Hansch C., Leo A., Substituent Constant for Correlation Analysis in Chemistry and Biology, Wiley-VCH, New York, 1979.

  75. Galushko S.V., Chromatographia, 36, 1993, 39.

  76. Jandera P., Buszewski B., Krupczyńska K., Chromatographia, w druku.

  77. Minakuchi H., Nakanishi K., Soga N., Ishizuka N., Tanaka N., J. Chromatogr. A, 762, 1997, 135.

  78. Svec F., Frechet J.M.J., Anal. Chem., 64, 1992, 820.

  79. Buszewski B., Szumski M., Suś Sz., LC-GC Europe, 12, 2002, 792.

  80. Mosbach K., Trends Biochem. Sci., 19, 1994, 9.

  81. Oshima H., Kondo T., Biophisical Chemistry, 55, 1995, 273.

  82. Armstrong D.W., Schneiderheinze J.M., Anal. Chem., 72, 2000, 4474.

  83. Armstrong D.W., He l., Anal. Chem., 73, 2001, 4551.

  84. Buszewski B., Szumski M., Kłodzińska E., Dahm H., J. Sep. Sci., 26, 2003, 1045.

  85. Mrass A., Bald E., Wiad Chem., 55, 2001, 933.

  86. Manz A., Harrison D.J., Verpoorte E.M.J., Widmer H.M., J. Chromatogr., 593, 1992, 253.

  87. Kaniansky D., Masar M., Bielčikova J., Ivány F., Eisenbeiss F., Stanislavski B., Grass B., Neyer A., Jőhnck M., Anal. Chem., 72, 2000, 3596.

  88. Effenhauser C.S., Paulus A., Manz A., Widmer H.M., Anal. Chem., 66, 1994, 29.

  89. Hoffmann O., Che D., Cruickshank K.A., Műller U.R., Anal. Chem., 71, 1999, 678.

  90. von Heeren F., Verpoorte E., Manz A., Thormann W., Anal. Chem., 68, 1996, 2044.

  91. Jacobson S.C., Hergenröden R., Koutny L.B., Ramsey J.M., Anal. Chem., 66, 1994, 1114.

  92. Ericson C., Holm J., Ericson T., Hjerten S., Anal. Chem., 72, 2000, 81.

  93. Björkman H., Ericson T., Hjerten S., Hjort K., Sensor and Actuators B., 79, 2001, 71.

  94. Jacobson S.C., Hergenröder R., Koutny L.B., Ramsey J.M., Anal. Chem., 66, 1994, 2369.

  95. Brauman U., Händel H., Strohschein S., Spraul M., Krack G., Ecker R., Albert K., J. Chromatogr., 761, 1997, 336.

  96. Andrade F.D.P., Santos C.L., Datchler M., Albert K., Vilegas W., J. Chromatogr. A, 953, 2002, 287.

  97. Trade literature of Sedere Company (Alfortville, F) 2002.

  98. Buszewski B., Chem. Anal., 48, 2003, 347.

  99. Szpunar J., Lobinski R., Bioanal. Chem., 373, 2002, 404.

  100. Połeć K., Szpunar J., Palacios O., Gonzalez-Durate P., Atrian S., Lobinski R., J. Anal. Atom. Spectrom., 16, 2001, 567.

  101. Połeć-Pawlak K., Mojski M., Jarosz M., Chem. Inż. Ekolog., 9, 2002, 1135.

  102. Szpunar J., Lobinski R., Prange A., Applied Spectroscopy, 57, 2003, 102A.

  103. Berecka B., Gadzała-Kopciuch R., Buszewski B., Chem. Anal. (Warsaw), 48, 2003, 413.

  104. Sander L.C., Raitza M., Pursch M., Strochsein S., Albert K., G.I.T. Laboratory Journal, 2, 1988, 237.

  105. Buszewski B., Krupczyńska K., Wawrzyniak K., J. Chromatogr. A, w druku.

  106. Gadzała-Kopciuch R., Buszewski B., J. Sep. Sci., 26, 2003, 1269.

1   2   3   4


©absta.pl 2016
wyślij wiadomość

    Strona główna