Диссертация (1150106), страница 5
Текст из файла (страница 5)
При решении таких задач из всех известныхметодов [28] наиболее простым по совокупности экспериментальных операцийявляется метод стандартной добавки [29,30,31], поскольку во всех остальныхдлякомпенсацииэффектовматрицнеобходимомаксимальноточновоспроизводить их состав и свойства, что достаточно сложно. В результате,метод СД обеспечивает наибольшую точность определений, так как дляприготовления градуировочных образцов в нем фактически используютисходные пробы [32-36]. Метод СД широко применяют не только дляопределения таких труднолетучих аналитов, как пестициды, например, всельскохозяйственныхпродуктах[31],азотсодержащиелекарственныепрепараты и алкалоиды в различных средах [37, 38], но и летучих веществ, втом числе галотана (2-бром-2-хлор-1,1,1-три-фторэтана) в крови [39], 1,4диоксана в косметических композициях, бензола в моче и др.
Следует заметить,что этот метод применим не только в хроматографии, но и (в разных вариантах)вУФ-,видимой[40]ретгенофлуоресцентноми[42]ИК-спектрофотометрии,ифлуориметриифотонноактивационном[43][41],анализе,вольтамперометрии, потенциометрии, и даже в кинетических методах [44].Различные аспекты точности определений методом СД проанализированы вработах [45,46]. Однако, вместе с этим, нельзя не признать, что многие важныеособенности применения этого метода рассмотрены недостаточно подробно итребуют специального обсуждения.25Несмотря на то, что метод СД предназначен для образцов, матрицыкоторых обладают сорбционными свойствами, степень сорбции содержащихсяв них целевых аналитов и этих же веществ, добавленных непосредственноперед подготовкой проб, может существенно различаться. В подобных случаяходнократное использование простейшего соотношения (2.14) приводит кискаженным результатам.
Для выявления таких аномалий необходим анализодного или нескольких образцов, получаемых из исходного путем введения внего нескольких последовательно увеличивающихся стандартных добавок.Совпадение значений mx (для проверки этого достаточно даже двухпоследовательных добавок [30]) свидетельствует о возможности применениясоотношения (2.14), а их несовпадение или нелинейность зависимости«аналитический сигнал – масса добавки» – о проявлении эффектов матриц.Метод последовательных СД основан на следующем соотношении:M xi mдоб / iPi1P1,(2.20)где Mxi – масса определяемого компонента, mдоб/i – суммарноеколичество стандартной добавки на i-й стадии, Р1 и Рi –площади пиковопределяемого компонента до и после i-й добавки, соответственно.В варианте метода СД, основанного на последовательных стандартныхдобавках, часто используют прием и выражение «экстраполяция результата нанулевую величину добавки». Его графическая интерпретация, представленнаяна рис.
2.3, обсуждается в работах [29,30,39,43] и других.26Рис. 2.3 Графическая иллюстрация определения содержания целевыханалитов «традиционным» вариантом метода последовательных стандартныхдобавок.Площадь хроматографичексого пика, усл.ед.Концентрация аналита, усл.ед.Рис. 2.4. Градуировка по способу добавок. 1 - систематическаяпогрешность отсутствует, 2 - наблюдается мультипликативная систематическаяпогрешность, 3- аддитивная систематическая погрешностьИспользуяметодпоследовательныхстандартныхдобавокможнозначительно уменьшить мультипликативные систематические погрешности.При использовании метода последовательных стандартных добавок дажепри наличии мультипликативной погрешности (т.е.
изменении тангенса угланаклона градуировочного графика) получается правильный результат (ср.кривые 1 и 2 рис. 2.4). В то же время аддитивную систематическуюпогрешность способ добавок устранить не может (кривая 3 рис. 2.4).27Крометого,использованиеметодадобавокдляустранениясистематических погрешностей возможно в случае линейной функциональнойзависимости «сигнал – концентрация».Есливметодедобавоклинейнаязависимостьплощадихроматографического пика от массы добавки сохраняется, то это являетсядоказательством правильности полученных результатов и отсутствия влияний,приводящихксистематическимпогрешностям,таккакмешающиекомпоненты анализируемого вещества присутствуют во всех пробах серии.Однако, поскольку в серии приготовленных проб имеет место постепенноеразбавлениеанализируемоговеществаисоотношениеконцентрацийопределяемого и мешающих компонентов меняется, возможно искривлениеградуировочного графика.Для метода с двумя добавками, когда вторая добавка в два раза большепервой предложена формула [47]:Сx =(2.21)Где Сx – концентрация определяемого компонента в исходной пробе,внесенная с анализируемым веществом, С1 -концентрация определяемогокомпонента во второй пробе, внесенная с добавкой, Ix и Ix+доб, Ix+2доб –аналитические сигналы пробы до добавки, после первой и второй добавок,соответственно.Погрешность метода с одной добавкой авторы выражают формулой:(2.22)Случайную погрешность можно уменьшить если (r – коэффициенткорреляции) → 1.
Большие отношения Сдоб/Сх могут быть достигнуты в серии снесколькими добавками, однако на практике они ограничены интервалом, вкотором реализуется линейная зависимость.28В данном случае непонятно, что имелось ввиду, так как коэффициенткорреляции r для одной добавки равен 1, в данном случае прямая проходитчерез две точки: площадь пика определяемого компонента, полученная послевведения добавки и начало координат.2.2Инертность хроматографических системХроматографическиеметодыанализаотносятсякинструментальным, поэтому реализация их возможностей зависит, в частности,от хроматографического оборудования.Одним из предназначений хроматографическихметодов являетсяколичественное определение компонентов анализируемых образцов. Какотмеченовыше,длядостиженияприемлемойточностиизмеренийиспользуемые для решения задачи хроматографические системы должныотвечать ряду требований. К числу важнейших из них следует отнести работу влинейных диапазонах детекторов, что обеспечивает пропорциональностьпараметроврегистрируемыхпиковиликоличествамвеществвхроматографических зонах, или, при соответствующей градуировке, массамили концентрациям веществ в анализируемых пробах.
Дополнительныекритерии включают оценку пределов обнаружения, стабильности показаний вовремени, селективностии т. д. Оценка данных параметров входит встандартныеметрологическойприборов.процедурыПриэтомстольважнаяповеркихроматографическиххарактеристикакакинертностьхроматографических систем, несмотря на известные попытки ее формализации,не имеет в настоящее время общепринятых способов контроля.
Получившиенаибольшуюизвестностьдляхарактеристикисорбционнойактивностикапиллярных колонок тест-смеси (Grob test mixtures)[48] часто предполагаютвизуальную оценку хроматограмм единичных образцов на качественномуровне. Решение этой задачи представляется необходимым для того, чтобы29отчетливо представлять какие задачи хроматографического анализа и какимиспособами целесообразно решать и с использованием каких приборов.По инертности колонки сильно различаются. Методики испытаний невсегда позволяют оценить потенциальную активность колонки по отношению кразнообразным веществам, которые могут присутствовать в пробе.
На рис. 2.5представлены хроматограммы различных тестовых смесей, используемых дляоценки инертности колонок.Рис. 2.5 Хроматограммы некоторых тест-смесей, используемых для оценкиинертности колонок.Среди создателей первых тест-систем для контроля инертности системследуетотметитьДонайка(1973г.),которыйпредложилгазохроматографический анализ серии силилированных жирных кислот врежимепрограммированиятемпературы[49].Потерипригидролизеобнаруживают путем сравнения с алканами, которые включены в тестовуюсмесь, кроме того отмечен эффект влияния температуры колонки на диапазонинертности системы. Таким образом, стабильность лабильных соединенийзависит от температуры, при которой они элюируются из колонки, что былопоказано и ранее [50,51].Наиболее широкую известность получили «Grob test mixtures» (таблица2.1), предложенные в 1980 г. Grob K.
и соавторами [50,51].30Таблица 2.1 Состав «Grob test mixtures»Концентрацияв смеси (мг/л)Концентрацияв смеси (мг/л)КомпонентRI± sRIКомпонентRI± sRI(-)-2,3-Бутандиол824±32532,6-Диметиланилин1143 ±1132н-Декан100028Метилдеканоат1307 ± 3421-Октанол1066 ±536Дициклогексиламин 1398 ± 831Нонаналь (редко)1086 ±540Метилундеканоат1408 ± 342н-Ундекан110029Метилдодеканоат1507 ± 4412Этилгексановаякислота1123 ±2238Мерой оценки эффективности колонки у авторов [50,51, 52] служилочисло разделений (Trennzahl, или TZ). Эта величина также нашла широкоеприменение в капиллярной хроматографии. Число разделений определяется какразрешение двух соседних членов гомологического ряда, различающихся однойСН2-группой, и рассчитывается по уравнению [52]:(2.23)Где Wh(N+1) и WhN – ширина хроматографического пика на половиневысоты для двух соседних членов гомологического ряда, tR(N+1) и tRN –временаудерживания для двух соседних членов гомологического ряда.Число разделений и величина разрешения R = 2(tR - tRN)( Wh - WhN)связаны между собой следующим образом:TZ = R/1,777−1(2.24)Другими словами, число разделений — это число пиков, которые моглибы быть разделены между двумя соседними гомологами.
Эта величина31называется также эффективным числом пиков. Расчет числа разделенийдемонстрирует рис. 2.6.. Рис. 2.6 Иллюстрация определения числа разделений в газовойхроматографии с капиллярными и насадочными колонками.Как видно из рис. 2.6 для капиллярной колонки число разделений междупиками нормальных углеводородов С12 и C13 более чем в три раза превышаетчисло разделений, полученное в аналогичных условиях на насадочной колонке.Конкретно, на капиллярной колонке между пиками C12 и C13 может бытьразделен 21 пик, а на насадочной — менее шести [53].Преимущество величины TZ перед другими показателями эффективностисостоит в том, что число разделений можно применять для характеристикисистемы в условиях программирования температуры.
Кроме того, величина TZсвязана с индексами удерживания Ковача, значение TZ для двух н-алкановрассчитывается по формуле:(2.25)где ΔI – разность индексов удерживания двух разделяемых компонентовСледовательно, если для критической пары соединений известныиндексы удерживания Ковача, то необходимое значение TZ можно рассчитатьпо уравнению (2.25).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
