Műszeres analitika gyakorlatok

Gyakorlati jegyzet BSc hallgatók számára

Boros, Borbála

Bufa, Anita

Csóka, Balázs

Dörnyei, Ágnes

Farkas, Nelli

Felinger, Attila

Kiss, Ibolya

Kilár, Anikó

Kilár, Ferenc

Lambert, Nándor

Makszin, Lilla

Páger, Csilla

Petz, Andrea

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0030

Interdiszciplináris és komplex megközelítésű digitális tananyagfejlesztés a természettudományi képzési terület alapszakjaihoz

2011.01.10.


Tartalom

Előszó
1. Munka- és tűzvédelmi szabályok
2. Jegyzőkönyv-vezetési tanácsok
3. Elektroanalitika
Potenciometria
A gyakorlat célja
A potenciometria elmélete
A potenciometriás analízis gyakorlata
Gyakorlatok
Fogalmak, rövidítések, mozaikszavak
Kérdések
Ajánlott irodalom
Konduktometria
A gyakorlat célja
A konduktometria elmélete
A konduktometriás mérések alkalmazása
Gyakorlatok
Kérdések
Ajánlott irodalom
4. Optikai Módszerek - Molekulaspektroszkópia
Ultraibolya-látható spektrofotometria
A gyakorlat célja
A spektrofotometria elmélete
Az abszorpciós spektrofotometria gyakorlata
Gyakorlatok
Fogalmak, rövidítések
Kérdések
Felhasznált irodalom
Infravörös spektroszkópia
Bevezetés
Normál rezgések csoportosítása
Infravörös spektrométer felépítése
Infravörös spektrumok felvétele
IR spektrumok értékelése
Gyakorlat leírása
Beadandó eredmények
Fogalmak, rövidítések, mozaik szavak
Kérdések, feladatok
Ajánlott irodalom
5. Optikai Módszerek - Atomspektroszkópia
Atomemissziós spektroszkópia
Elméleti áttekintés
Gyakorlatok
Fogalmak, rövidítések, mozaikszavak
Kérdések és feladatok
Ajánlott irodalom
Atomabszorpciós spektrometria
Elméleti áttekintés
Gyakorlatok
Fogalmak, rövidítések, mozaikszavak
Kérdések és feladatok
Ajánlott irodalom
6. Elektron paramágneses rezonancia (EPR) spektroszkópia
Összefoglalás
Elméleti áttekintés
A mágneses momentum eredete
Az iránykvantálás jelensége
Az EPR rezonancia
Az EPR spektrométer felépítése
Az ERP spektroszkópia biológiai/kémiai alkalmazása
Gyakorlat leírása
Fogalmak, rövidítések, mozaikszavak
Kérdések és feladatok
Ajánlott irodalom
7. Elválasztástechnika - Kromatográfia
Kromatográfiás alapfogalmak
A kromatográfia definíciója és csoportosítása
Gázkromatográfia
Összefoglalás
Elméleti háttér
Gyakorlat leírása
Fogalmak, rövidítések, mozaikszavak
Kérdések
Ajánlott irodalom
Nagyhatékonyságú folyadékkromatográfia (HPLC)
Bevezetés
HPLC módszerek csoportosítása
HPLC készülék főbb részei
A mérési gyakorlat leírása
Beadandó feladatok és vizsgálati eredmények
Fogalmak, rövidítések, mozaik szavak
Kérdések, feladatok
Ajánlott irodalom
8. Elválasztástechnika - Elektroforézis
Kapilláris zónaelektroforézis
Elméleti bevezető
Gyakorlat részletes leírása
Fogalmak, rövidítések, mozaikszavak
Ellenőrző kérdések
Ajánlott irodalom
Kapilláris izotachoforézis (ITP)
Elméleti háttér
Gyakorlat leírása
Kérdések
Elektroforetikus mikrochip
Összefoglalás
Elméleti háttér
Gyakorlat részletes leírása
Fogalmak, rövidítések, mozaikszavak
Kérdések és feladatok
Ajánlott irodalom
9. Elválasztástechnika -Tömegspektrometria
Összefoglalás
Elméleti háttér
Bevezetés
A tömegspektrométer egységei
Alapfogalmak, általános szabályok
A tömegspektrometria gyakorlat részletes leírása
Kapszaicinoidok kimutatása ESI-ioncsapda MS és MS/MS módszerekkel
Fenolos savak kimutatása ESI-ioncsapda MS és MS/MS módszerekkel
Flavonoidok kimutatása ESI-ioncsapda MS és MS/MS módszerekkel
Fehérjék molekulatömegének meghatározása ESI-MS módszerrel
Beadandó eredmények
Fogalmak, rövidítések, mozaikszavak
Kérdések és feladatok
Ajánlott irodalom
10. Kapcsolt technikák
Gázkromatográfia – tömegspektrometria (GC-MS)
Összefoglalás
Elméleti háttér
Gyakorlat leírása
Fogalmak, rövidítések, mozaikszavak
Kérdések
Ajánlott irodalom
Nagyhatékonyságú folyadékkromatográfia - tömegspektrometria (HPLC-MS)
Gyakorlat leírása
HPLC-MS készülék
Kapszainoidok kimutatása növényi extraktumból (Minta feladat)
Standard vegyületek MS spektrumának meghatározása
Standard hatóanyag oldatok retenciós idejének meghatározása
Minőségi azonosítás
Paprika extraktum hatóanyagainak mennyiségi meghatározása
Beadandó feladatok és vizsgálati eredmények
Kérdések
Ajánlott irodalom
Kapilláris elektroforézis - tömegspektrometria (CE-MS)
Elméleti háttér
A gyakorlat részletes leírása
Fogalmak, rövidítések, mozaikszavak
Kérdések és feladatok
Ajánlott irodalom
11. Mérési eredmények kiértékelése
A mérési eredmények hibái
Az analitikai mérőgörbe meghatározása (kalibrálás)

Az ábrák listája

1.1. Toxic T
1.2. Corrosive C
1.3. Explosive E
1.4. Oxidising O
1.5. Flammable F
1.6. Harmfull Xn
1.7. Dangerous to the Environment
2.1. Jegyzőkönyv minta
3.1. Kombinált üvegelektród
3.2. Potenciometriás analízishez használt néhány elektród: platina lemez elektród, ionszelektív elektród, Ag/AgCl kettőssóhidas referencia elektród
3.3. pH meghatározáshoz használt mérőrendszer
3.4. Táblázat a derivált értékek számításához
3.5. Konduktométer
3.6. Konduktométer elvi kapcsolási rajza
3.7. Konduktometriás harangelektród
3.8. Sósav kondukotmetriás titrálása nátrium-hidroxiddal
4.1. Egyfényutas spektrofotométer blokkvázlata
4.2. A prizma fényfelbontás
4.3. Prizmás monokromátor
4.4. Rácsos monokromátor
4.5. Egyfényutas spektrofotométer felépítése
4.6. Kétfényutas spektrofotométer felépítése
4.7. Szimmetrikus és aszimmetrikus vegyértékrezgések
4.8. Szimmetrikus (ollózó) és aszimmetrikus (kaszáló) síkban deformációs rezgések
4.9. Szimmetrikus (bólogató) és aszimmetrikus (torziós) síkra merőleges deformációs rezgések
4.10. Kloroform infravörös spektruma – νas(CH) 3019, νs(CH) 2853, β(CH) 1216, βas(CCl) 761, νs(CCl) 669
4.11. Deuterizált kloroform (CDCl3) infravörös spektruma - ν(CD) 2253, β(CH) 899, νas(CCl) 719, νs(CCl) 650
4.12. A fenol és a fenol oldat (oldószer szén-tetraklorid) infravörös spektruma - ν(OH) 3700 – 3000, ν(OH) 3610 (szabad OH) ν(C=C) 1595 (vázrezgés), νas(C-O) 1475, νs(C-O) 1235
4.13. Fourier transzformációs infravörös készülék felépítése
4.14. Ecetsav-fenilészter infravörös spektruma ν(OH) 3500 – 2200, ν(C=O) 1697, ν(C=C) 1493 (vázrezgés), νas(C-O) 1407, νs(C-O) 1242, monoszubszt. aromás γ(CH) 700
4.15. Sztearinsav infravörös spektruma ν(OH) 3500 - 2400, νas(CH) 2917, νs(CH) 2848, ν(C=O) 1701, βas(CH3) 1471, βs(CH3) 1432, ν(C-O) 1411, νas(C-O) 11297, βas(CH2) 941, βs(CH2) 719
4.16. Benzoesav infravörös spektruma ν(OH) 3300 - 2100, ν(C=O) 1684, ν(C=C) 1453, ν(C-O) 1326, monoszubszt. aromás γ(CH) 707
4.17. Aceton infravörös spektruma ν(C=O) 3413 felhang, ν(CH3) 3005 - 2924 ν(C=O) 1736, β(CH3) 1432
4.18. Nátrium-acetát infravörös spektruma ν(C=O) 3437 felhang, ν(CH3) 3005 - 2924 νas(C=O) 1705, νs(C=O) 1639, βas(CH3) 1557, βs(CH3) 1413,
4.19. 1-tetradekanol infravörös spektruma ν(OH) 3500 - 3100, νas(CH) 2955, νs(CH) 2849, β(CH) 1472, ν(C-O) 1063
4.20. Szalicilsav infravörös spektruma ν(OH) 3300 - 2300, ν(COOH) 1655, ν(C=O) 1612, ν(C=C) 1612,1579, β(CH) 1444, νas(C-O) 1210, νs(C-O) 1156, diszubszt. aromás γ(CH) 760 (orto)
4.21. Polisztirol infravörös spektruma νas(CH aromás) 3081, νs(CH aromás) 3059, νas(CH) 2923, νs(CH) 2849,ν(C=C) 1601, β(CH) 1492, 1452, monoszubszt. aromás γ(CH) 700
4.22. p-nitro-toluol infravörös spektruma νas(CH) 3119, νs(CH) 3083, ν(C=C) 1613, 1590, 1515 (aromás vázrezgés), νas(NO2) 1590,νs(NO2) 1345, β(CH) 1380, diszubszt. aromás γ(CH) 851 (para)
4.23. Parafilm infravörös spektruma νas(CH3) 2954, νas(CH2) 2918, νs(CH2) 2848, βas(CH3) 1463, βs(CH3) 1427, βs(CH2) 719,
4.24. Kálium-[hexaciano-ferrát(II)] infravörös spektruma ν(CO) 2093 – 2042,
4.25. Kálium-[hexaciano-ferrát(III)] infravörös spektruma ν(CO) 2119, 2116
4.26. Nátrium-[pentaciano-nitrozil-ferrát(III] infravörös spektruma ν(CO) 2173, 2143, ν(NO) 1941, μ(CO) 1617
4.27. Rh(CO)2(acac)2 infravörös spektruma ν(CO) 2064, 2005, βas(CH3) 1559, βs(CH3) 1525
4.28. Thermo Nicolet 5700 FTIR –Raman spektrométer
5.1. Az atomabszorpciós spektrométer felépítése
5.2. A porlasztó felépítése
5.3. A láng szerkezete
5.4. Fotoelektron-sokszorozó vázlata
5.5. A vájtkatód lámpa felépítése
6.1. Iránykvantálás s = 1 esetén
6.2. Az alap és gerjesztett állapot energiaszintjei
6.3. N-O csoportot tartalmazó paramágneses szonda molekula spektrumának első differenciálhányadosa, abszorpciós spektruma, és integrált spektruma
6.4. Az UV-VIS spektrométer és az EPR spektrométer működési elve
6.5. Fenton-reakcióval keletkezett hidroxil szabadgyökök spin csapdázása
6.6. A spinjelölt troponin C fehérje oldaton végzett mérés
7.1. Kromatogram (detektorjel-idő függvény)
7.2. A kromatográfiás elválasztás és szelektivitás összefüggés - ha R=1,0 a csúcsfedések átfedése kb.:2%; ha R>1,5 akkor a csúcsfedések átfedése 0,1%-nál nagyobb
7.3. A gázkromatográf készülék vázlatos felépítése
7.4. Lángionizációs detektor vázlatos felépítése
7.5. Szilikagél (a: 150 m2/g, b: 300 m2/g fajlagos felülettel rendelkezik)
7.6. Szilikagél felületének módosítása
7.7. Ionpár kromatográfiás állófázisnak alkalmazott módosított szilikagél
7.8. Manuális mintaadagoló működése
7.9. Különböző méretű HPLC oszlopok
7.10. A koffein és paracetamol szerkezeti képlete
8.1. Tiselius elektroforézis készüléke (1930)
8.2. Hjertén által kifejlesztett kapilláris elektroforézis készülék (1958)
8.3. EOF áramlási profil
8.4. A különböző részecskék vándorlási sorrendje elektromos térben uncoated kapillárisban
8.5. A kapilláris elektroforézis készülék vázlatos felépítése (NF: nagyfeszültségű tápegység)
8.6. A higanyvegyületek ciszteinnel képzett komplexeinek elektroferogramja
8.7. Kapilláris zónaelektroforézis készülék vezérlőegységgel (1995)
8.8. Szorbinsav (E200) Benzoesav (E210) C-vitamin (E300)
8.9. Az ITP készülék felépítése
8.10. Elektroferogram
8.11. Keresztcsatornás mikrochip
8.12. Agilent 2100 Bioanalyzer
8.13. Az elektroforetikus mikrochip felépítése
8.14. Protein80 standard fehérje sorozat („létra”) elektroferogramja
8.15. A chip vázlatos rajza
9.1. A tömegspektrométer egységei
9.2. EI ionforrás
9.3. CI ionforrás
9.4. ESI ionforrás
9.5. APCI ionforrás
9.6. APPI ionforrás
9.7. Kvadrupól analizátor
9.8. Ioncsapda analizátor
9.9. TOF analizátor működési elve. A MALDI ionforrásban impulzusszerűen előállított ionok az U gyorsítófeszültség hatására belépnek az erőtérmentes repülési csőbe, ahol fajlagos tömegük alapján elkülönülnek.
9.10. A kapszaicin és dihidrokapszaicin képlete
9.11. A kávésav és a rozmaringsav képlete
9.12. A kvercetin és a rutin képlete
9.13. A tömegspektrometria gyakorlat során használt Agilent 6300 LC/MSD Trap XCT Plus ESI-ioncsapda MS készülék
9.14.
9.15. Az Agilent LC/MSD Trap XCT Plus ESI-ioncsapda MS készülék sematikus felépítése (az ábra az Agilent 1100 Series LC/MSD Trap System, Concepts Guide c. kiadványból lett átvéve)
9.16. A citokróm C ESI-IT MS spektruma
10.1. Gázkromatográf-tömegspektrométer készülék együttes vázlatos felépítése
10.2. 6980N gázkromatográf-5895 tömegspektrométer
10.3. Kapszaicin és dihidrokapszaicin szerkezeti képlete
10.4. A gyakorlaton használt CE-MS készülék vázlatos felépítése (triaxiális CE-ESI illesztőegységgel)

A táblázatok listája

7.1. A kromatográfiás módszerek csoportosítása
7.2. HPLC módszerek álló- és mozgófázis szerinti osztályozása
11.1. Konfidencia intervallumok