クロマトグラフィー 1 分離の必要性と分離法 多様な性質(サイズ、荷電、疎水性 親水性(極性)) 分析時の妨害を避けるためにも、 極力「分離」 分離法:相変化を利用 沈殿(液相から固相に移動) 蒸発(蒸留) (液相から気相に移動) 溶媒抽出:2種の混じり合わない溶媒(通常水と有機溶媒)を使い、各溶媒中での溶解度 が物質によって異なる現象を利用。 水に溶けやすいもの:イオン、極性分子。溶けにくいもの:非イオン性の非極性分子。 水オクタノール分配係数 クロマトグラフィー 水オクタノール分配係数 log Pow Co Pow Cw CO=1-オクタノール(比重0.82)中の物質濃度(mol/L) CW=水中の物質濃度(mol/L) ・水 ・オクタノール ・物質 混合 遠心分離 オクタノール 各相の 濃度測定 水 2 クロマトグラフィー 固相抽出 液相→固相 固相:粉末状シリカ、ポリマー粉末 3 溶離液で 溶離 クロマトグラフィー クロマトグラフィー(固相抽出の一例) 語源 Chroma:ギリシャ語で 色 Graphein:ギリシャ語で 描く Chromosome:染色体 クロマトグラフィーの創始者 Tswett http://www.imtakt.com/jp/Others/Tswett/ 使用する反応:ファンデルワールス力、静電的相 互作用、水素結合、吸着、イオン交換、サイズ 排除 入浴剤のカラムクロマトグラフィー 4 5 クロマトグラフィー クロマトグラフィーの物質分離メカニズム 川 5分後 8分後 12分後 川底の石への結合力 B 混合液 A 5分 8分 12分 時間 カラム 6 クロマトグラフィー サ ン プ v2 移動相 v1 ル 注 入 固定相:カラム内に固定された固相。サンプル中の混合成分を分離する。 移動相:液相または気相。サンプルを固定相の間をぬって移動させる役割を担う。 親和性:固相への結合しやすさ stat 分配比:固定相中の濃度 /移動相中の濃度。分配係数 D mob 検 出 器 C K C クロマトグラム 検出器出力 クロマトグラム:クロマトグラフィーで得ら れるデータを示したもの。横軸時間、 検出シグナル。 保持時間 面積=量 ピーク 時間 クロマトグラフィー 液体クロマトグラフィーの検出器 クロマトグラフィーはあくまでも分離を行うもの 吸光度検出器 「吸光光度法」にて説明済み。 カラム通過後のサンプルを含む移動相に光を当て、 吸光度を測定。 電気化学検出器(電気伝導度) 伝導率(電気の通り易さ。電気抵抗の逆数)を測定。 純水は極めて電気を通しにくい絶縁体である。イオン などが溶けることによって電気が流れるようになる。 電気化学検出器(電圧、電流) 「酸化還元反応」にて説明済み。 カラム通過後のサンプルを含む移動相に 電極を浸 し、酸化還元反応により発生した電圧や電流を測定。 示差屈折率検出器 サンプルを含む液と、並行して流されたサンプルを含 まない液(対照)との、屈折率の差を測定 質量分析 後述 7 クロマトグラフィー ガスクロマトグラフィーの検出器 熱伝導度検出器(thermal 内蔵されたタングステンフィラメントに電流を流し、測定 conductivity detector:TCD) 対象物質が流れてくることで変化するフィラメントの 電気抵抗(これに伴い変化する電圧)を測定。 測定可能物質:無機物質(H2、N2、O2、CO、CO2、N2O) フレーム(水素炎)イオン化 検出器(flame ionization detector:FID) 有機化合物を燃焼するとイオン性の燃焼物を生成する ことを利用し、このイオンを電極で補足。発生する電流を 測定。 測定可能物質:有機物質。アミノ酸、ガソリン成分、揮発 性有機化合物(VOC)、プラスチック成分、など多数。 電子捕獲型検出器(electron 放射性同位元素ニッケル-63からβ線が出ており、測定 capture detector:ECD) 対象物質をイオン化する。これにより電子が発生する。 発生する電流を測定。 測定可能物質:ハロゲン、カルボニル、ニトロ基を持つ物 質(有機塩素化合物、トリハロメタン、殺虫剤、PCB) 8
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