Laboratorio di Chimica Analitica Ambientale – a.a. 2004-2005 Panorama sulle principali tecniche...

Laboratorio di Chimica Analitica Ambientale – a.a. 2004-2005

Panorama sulle principali Panorama sulle principali tecniche analitichetecniche analitiche

Valutazione di una tecnica Valutazione di una tecnica analiticaanalitica

• Accuratezza Accuratezza capacità di determinare il valore vero capacità di determinare il valore vero

• Precisione Precisione capacità di replicare le misure capacità di replicare le misure

Concentrazione

Segnale

• Sensibilità Sensibilità capacità di capacità di distinguere due distinguere due concentrazioni differenti ma concentrazioni differenti ma molto vicinemolto vicine

• Limite di rivelabilità Limite di rivelabilità concentrazione minima di concentrazione minima di analita che può essere analita che può essere rivelatarivelata

• Range dinamico lineare Range dinamico lineare range di concentrazioni in range di concentrazioni in cui la risposta analitica è cui la risposta analitica è linearelineare

• Selettività Selettività capacità di distinguere tra due analiti capacità di distinguere tra due analiti

• Effetti matrice Effetti matrice effetti di altre componenti del campione effetti di altre componenti del campione sulla risposta analiticasulla risposta analitica

Tecniche analiticheTecniche analitiche

•Tecniche Tecniche cromatografichecromatografiche

•Tecniche spettroscopicheTecniche spettroscopiche

•Tecniche elettrochimicheTecniche elettrochimiche

•Tecniche volumetricheTecniche volumetriche

•Saggi qualitativiSaggi qualitativi

Tecniche cromatograficheTecniche cromatografiche• In base alla forma del letto cromatograficoIn base alla forma del letto cromatografico

• Cromatografia su colonna (impaccata, open-tubular)Cromatografia su colonna (impaccata, open-tubular)

• Cromatografia planare (su carta, su strato sottile)Cromatografia planare (su carta, su strato sottile)

• In base allo stato fisico della fase mobileIn base allo stato fisico della fase mobile

• Cromatografia Liquida (LC)Cromatografia Liquida (LC)

• Gascromatografia (GC)Gascromatografia (GC)

• Cromatografia fluida supercritica (SFC)Cromatografia fluida supercritica (SFC)

• In base al meccanismo di separazioneIn base al meccanismo di separazione

• AdsorbimentoAdsorbimento

• RipartizioneRipartizione

• Scambio ionicoScambio ionico

• EsclusioneEsclusione

• AffinitàAffinità

Schema delle tecnicheSchema delle tecnicheDalla combinazione dei meccanismi e dei supporti citati, si Dalla combinazione dei meccanismi e dei supporti citati, si possono avere numerose varianti di tecniche cromatografichepossono avere numerose varianti di tecniche cromatografiche

GSC GLC

GAS SFC

NP RP IEC

GPC GFC

SEC

Colonna

TLC Carta

Planare

LIQUIDA

CROMATOGRAFIA

Tecniche cromatograficheTecniche cromatografiche

• analiti volatili o volatilizzabili, termicamente stabili, non ionicianaliti volatili o volatilizzabili, termicamente stabili, non ionici

GascromatografiaGascromatografia

• analiti non volatili o poco volatili, ionici, ionizzabili o non ionici, analiti non volatili o poco volatili, ionici, ionizzabili o non ionici, termicamente instabilitermicamente instabili

Cromatografia liquidaCromatografia liquida

• analiti non volatili o termicamente instabili ma non rivelabili dai analiti non volatili o termicamente instabili ma non rivelabili dai comuni detector per LCcomuni detector per LC

Cromatografia fluida supercriticaCromatografia fluida supercritica

GascromatografiaGascromatografia

• Gas-liquidoGas-liquido

•supporto inerte solidosupporto inerte solido

• liquido non volatile, legato covalentementeliquido non volatile, legato covalentemente

•meccanismo di ripartizionemeccanismo di ripartizione

•moltissime applicazionimoltissime applicazioni

• Gas-solidoGas-solido

• fasi stazionarie di silice, allumina o carbonefasi stazionarie di silice, allumina o carbone

•meccanismo di adsorbimentomeccanismo di adsorbimento

•adatta per la separazione di gas permanenti (adatta per la separazione di gas permanenti (HH22, He, Ar, , He, Ar, OO22, N, N22, CO, CO)) o idrocarburi a basso punto di ebollizioneo idrocarburi a basso punto di ebollizione

Schema di un GCSchema di un GC

Colonne per gascromatografiaColonne per gascromatografia

• Colonne impaccateColonne impaccate

• contcontengono un supporto solido inerte, finemente suddiviso engono un supporto solido inerte, finemente suddiviso (com(comumente basato su terra di diatomeeumente basato su terra di diatomee)), ricoperto di fase , ricoperto di fase stazionaria liquidastazionaria liquida

• Colonne capillariColonne capillari

• WCOT (Wall Coated Open Tubular), strato sottile di fase WCOT (Wall Coated Open Tubular), strato sottile di fase liquida (1 µm) depositato sulla superficieliquida (1 µm) depositato sulla superficie

• SCOT (Support Coated Open Tubular), strato poroso creato SCOT (Support Coated Open Tubular), strato poroso creato sulle pareti della colonna per trattamento o deposizione sulle pareti della colonna per trattamento o deposizione chimicachimica

• PLOT (Porous Layer Open Tubular), strato poroso polimerico o PLOT (Porous Layer Open Tubular), strato poroso polimerico o inorganico che funge da fase stazionaria per una inorganico che funge da fase stazionaria per una cromatografia di adsorbimentocromatografia di adsorbimento

Confronto tra colonne impaccate e Confronto tra colonne impaccate e capillaricapillari

Le colonne capillari Le colonne capillari possono essere lunghe possono essere lunghe fino a 100 m e hanno fino a 100 m e hanno quindi un numero di quindi un numero di piatti teorici piatti teorici enormemente più enormemente più elevato rispetto alle elevato rispetto alle colonne impaccate. colonne impaccate. Questa differenza è Questa differenza è esemplificata nella figura esemplificata nella figura a lato (in alto a lato (in alto separazione con colonna separazione con colonna capillare, in basso la capillare, in basso la stessa separazione con stessa separazione con colonna impaccata)colonna impaccata)

Rivelatori per GCRivelatori per GC

• a conducibilità termica (TCD)a conducibilità termica (TCD)

• a ionizzazione di fiamma (FID)a ionizzazione di fiamma (FID)

• a cattura di elettroni (ECD)a cattura di elettroni (ECD)

• a conducibilità elettrolitica a conducibilità elettrolitica (ELCD)(ELCD)

• amperometrico per lo zolfo amperometrico per lo zolfo (ASD)(ASD)

• termoionico (TID o NPD)termoionico (TID o NPD)

• fotometrico a fiamma (FPD)fotometrico a fiamma (FPD)

• a fotoionizzazione (PID)a fotoionizzazione (PID)

• ad emissione atomica (AED)ad emissione atomica (AED)

• a chemiluminescenzaa chemiluminescenza

• spettrometria di massa (MS)spettrometria di massa (MS)

Uno dei punti di forza della tecnica Uno dei punti di forza della tecnica GC è la grande varietà dei GC è la grande varietà dei rivelatori disponibili. Alcuni sono rivelatori disponibili. Alcuni sono aspecifici e quindi di uso generale aspecifici e quindi di uso generale (TCD, FID), altri sono invece molto (TCD, FID), altri sono invece molto specifici (AED, ASD). Quelli specifici (AED, ASD). Quelli universalmente accettati sono TCD universalmente accettati sono TCD ed FID, ma è sempre più diffuso ed FID, ma è sempre più diffuso l’impiego del rivelatore a l’impiego del rivelatore a spettrometria di massaspettrometria di massa

Un aspetto da considerare nella Un aspetto da considerare nella scelta del rivelatore è verificare se scelta del rivelatore è verificare se è distruttivo o no: nel secondo è distruttivo o no: nel secondo caso può essere interessante caso può essere interessante mettere in serie più rivelatori (es. mettere in serie più rivelatori (es. TCD e MS)TCD e MS)

Rivelatore a conducibilità termicaRivelatore a conducibilità termica

• si misura la variazione si misura la variazione di conducibilità termica di conducibilità termica in un flusso di Hin un flusso di H22 ed He ed He

• si tratta di un rivelatore si tratta di un rivelatore non specifico, quindi non specifico, quindi risponde ad ogni tipo di risponde ad ogni tipo di compostocomposto

• la sensibilità è una delle la sensibilità è una delle peggioripeggiori

• è un sistema non è un sistema non distruttivodistruttivo

CampioneCampione RiferimentoRiferimento

Rivelatore a ionizzazione di Rivelatore a ionizzazione di fiammafiamma

• si misura la conducibilità si misura la conducibilità elettrica di una fiamma in un elettrica di una fiamma in un campo elettricocampo elettrico

• è sensibile a tutti i composti è sensibile a tutti i composti contenenti legami C-C e C-H contenenti legami C-C e C-H (per questo si tratta del (per questo si tratta del rivelatore più utilizzato)rivelatore più utilizzato)

• non risponde a molecole volatili non risponde a molecole volatili non infiammabilinon infiammabili

• la sensibilità è buonala sensibilità è buona

• è un sistema distruttivoè un sistema distruttivo

Rivelatore a cattura di Rivelatore a cattura di elettronielettroni

• si misura la diminuzione di si misura la diminuzione di corrente dovuta alla corrente dovuta alla cattura di elettroni da cattura di elettroni da parte di analiti all’uscita parte di analiti all’uscita della colonnadella colonna

• è sensibile soprattutto a è sensibile soprattutto a composti con gruppi composti con gruppi funzionali elettrofili funzionali elettrofili (alogeni, perossidi, (alogeni, perossidi, nitrogruppi, ecc.)nitrogruppi, ecc.)

• la sorgente di elettroni è la sorgente di elettroni è un beta-emettitore come un beta-emettitore come 33H o H o 6363NiNi

• la sensibilità è ottima per gli idrocarburi cloruratila sensibilità è ottima per gli idrocarburi clorurati

• è un sistema non distruttivoè un sistema non distruttivo

Rivelatore a conducibilità Rivelatore a conducibilità elettroliticaelettrolitica

• si misura la si misura la conducibilità conducibilità elettrolitica modificata elettrolitica modificata da composti derivati da composti derivati dagli analiti per dagli analiti per combustionecombustione

• è un rivelatore è un rivelatore alogeno-specifico alogeno-specifico (pesticidi clorurati, (pesticidi clorurati, solventi alogenati, solventi alogenati, PCB, diossine) ma può PCB, diossine) ma può rivelare anche rivelare anche composti di N ed Scomposti di N ed S• la sensibilità è eccellente per i composti clorurati, ottima la sensibilità è eccellente per i composti clorurati, ottima per i composti di N ed Sper i composti di N ed S


Rivelatore amperometrico per SRivelatore amperometrico per S

• le sostanze separate sono combuste in atmosfera le sostanze separate sono combuste in atmosfera riducente formando Hriducente formando H22S che viene rivelato in una cella S che viene rivelato in una cella elettrochimica per ossidazione in-situelettrochimica per ossidazione in-situ

• specifico per composti di Sspecifico per composti di S


Rivelatore termoionicoRivelatore termoionico

• è specifico per composti è specifico per composti contenenti azoto e fosforo contenenti azoto e fosforo (per questo è chiamato (per questo è chiamato anche NPD)anche NPD)

• basato sulla formazione di basato sulla formazione di radicali a partire da radicali a partire da composti di N e Pcomposti di N e P


Rivelatore fotometrico a Rivelatore fotometrico a fiammafiamma

• è specifico per composti contenenti zolfo e fosforoè specifico per composti contenenti zolfo e fosforo

• si misura l’emissione ottica a 394 nm per S e 526 nm per Psi misura l’emissione ottica a 394 nm per S e 526 nm per P


Rivelatore a fotoionizzazione di Rivelatore a fotoionizzazione di fiammafiamma

• si impiega luce UV per ionizzare gli analiti che escono dalla si impiega luce UV per ionizzare gli analiti che escono dalla colonna; gli ioni così prodotti generano una corrente colonna; gli ioni così prodotti generano una corrente misuratamisurata

• selettivo per idrocarburi aromatici e composti contenenti selettivo per idrocarburi aromatici e composti contenenti eteroatomi (come organozolfo od organofosforo)eteroatomi (come organozolfo od organofosforo)• è un sistema è un sistema

praticamente non praticamente non distruttivo, in distruttivo, in quanto la frazione quanto la frazione di analita di analita ionizzato è bassaionizzato è bassa

Rivelatore a emissione Rivelatore a emissione atomicaatomica

• rivelatore specifico per elementi, vantaggioso per l’analisi rivelatore specifico per elementi, vantaggioso per l’analisi di miscele complessedi miscele complesse

• basato sull’emissione ottica di atomi formatisi in un basato sull’emissione ottica di atomi formatisi in un plasma di elio a microondeplasma di elio a microonde


Rivelatore a Rivelatore a chemiluminescenzachemiluminescenza

• analogo come principio all’AED, ma la chemiluminescenza analogo come principio all’AED, ma la chemiluminescenza è emessa da è emessa da molecole molecole eccitate piuttosto che da atomieccitate piuttosto che da atomi

• le bande di luce emessa sono più ampie e più difficili da le bande di luce emessa sono più ampie e più difficili da interpretareinterpretare

• la radiazione di fondo è bassissima, analogamente alla la radiazione di fondo è bassissima, analogamente alla fluorescenza (l’eccitazione è prodotta per via chimica, non fluorescenza (l’eccitazione è prodotta per via chimica, non spettroscopica)spettroscopica)

• limitato a composti che limitato a composti che possono dare reazioni possono dare reazioni chemiluminescenti chemiluminescenti (composti di N ed S (composti di N ed S soprattutto)soprattutto)

• è un sistema distruttivo è un sistema distruttivo (l’analita reagisce con un (l’analita reagisce con un composto)composto)

Rivelatore a spettrometria di Rivelatore a spettrometria di massamassa

• accoppiamento ormai più che consolidato e di accoppiamento ormai più che consolidato e di straordinaria potenzastraordinaria potenza

• è l’unico rivelatore che fornisce informazioni strutturaliè l’unico rivelatore che fornisce informazioni strutturali


Scelta del rivelatoreScelta del rivelatore

La selezione è basata su:

•natura chimica degli analiti

•potenziali interferenze

•limite di rivelabilità richiesto

•disponibilità e/o costo

Confronto tra rivelatoriConfronto tra rivelatoriRivelatorRivelator

eeTargetTarget LODLOD Range lineareRange lineare

TCDTCD non selettivonon selettivo 1 ng1 ng 101066

FIDFID idrocarburiidrocarburi 100 pg100 pg 101077

ECDECD alogenialogeni 50 fg Cl50 fg Cl 101044

ELCDELCD composti di N, S, Clcomposti di N, S, Cl 1 pg1 pg 101044 - 10 - 1066

ASDASD composti di Scomposti di S 10 ppb S10 ppb S 101044

NPDNPD composti di N, Pcomposti di N, P 10 pg10 pg 101044

FPDFPD composti di S, Pcomposti di S, P 100 pg100 pg 101033

PIDPID idrocarburi aromatici, idrocarburi aromatici, eterocompostieterocomposti 2 pg benzene2 pg benzene 101077

AEDAED elementielementi 0.1 – 20 pg/s0.1 – 20 pg/s 101044

ChemChem composti di N, Scomposti di N, S 10 pg10 pg 101044

MSMS speciespecie 10 ng (SCAN), 10 ng (SCAN), 10 pg (SIM)10 pg (SIM) 101055

Cromatografia liquidaCromatografia liquida

NP RP IEC

GPC GFC

SEC

Colonna

TLC Carta

Planare

CROMATOGRAFIA LIQUIDA

Schema di un HPLCSchema di un HPLC

Selezione della tecnica HPLCSelezione della tecnica HPLC

Selezione della tecnica ICSelezione della tecnica IC

Eluizione isocratica o in gradienteEluizione isocratica o in gradiente

isocraticaisocratica isocratica isocratica gradientegradiente (più forte)(più forte) (meno forte) (meno forte)

Rivelatori per HPLCRivelatori per HPLC

•Bulk propertiesBulk properties: si misura una caratteristica della fase : si misura una caratteristica della fase mobile che indirettamente rivela gli analitimobile che indirettamente rivela gli analiti

•Solute propertiesSolute properties: si misura una caratteristica del : si misura una caratteristica del solutosoluto

•Spettrofotometrico UV-visibile (UV-Vis)Spettrofotometrico UV-visibile (UV-Vis)

•UV-visibile con Diode-array (UV-DAD)UV-visibile con Diode-array (UV-DAD)

•Spettrofotometrico IRSpettrofotometrico IR

•FluorimetricoFluorimetrico

•Indice di rifrazione (RID)Indice di rifrazione (RID)

•Elettrochimico (ED)Elettrochimico (ED)

•Spettrometria di massa (MS)Spettrometria di massa (MS)

Rivelatore spettrofotometrico UV-Rivelatore spettrofotometrico UV-visibilevisibile

• il rivelatore più diffuso il rivelatore più diffuso (copre più del 70% dei (copre più del 70% dei metodi di rivelazione)metodi di rivelazione)

• basato basato sull’assorbimento di sull’assorbimento di luce nel range UV-luce nel range UV-visibilevisibile

• sensibile a moltissime sensibile a moltissime sostanze organiche ed sostanze organiche ed inorganiche (es. 254 inorganiche (es. 254 nm)nm)

• sensibilità tipica: 0.1 sensibilità tipica: 0.1 ppbppb


Gruppi cromoforiGruppi cromoforiCromoforoCromoforo FormulaFormula maxmax (nm) (nm)

aldeidealdeide -CHO-CHO 210210 1.5001.500

aminoamino -NH-NH22 195195 2.8002.800

azoazo -N=N--N=N- 285-400285-400 3-253-25

bromurobromuro -Br-Br 208208 300300

carbossilecarbossile -COOH-COOH 200-210200-210 50-7050-70

chetonechetone -C=O-C=O 195195 1.0001.000

disolfurodisolfuro -S-S--S-S- 194194 5.5005.500

estereestere -COOR-COOR 205205 5050

etereetere -O--O- 185185 1.0001.000

etileneetilene -C=C--C=C- 190190 6.0006.000

fenilefenile -C-C66HH55 202, 255202, 255

naftilenaftile 220, 275220, 275

nitratonitrato -ONO-ONO22 270270 1212

nitritonitrito -ONO-ONO 220-230220-230 1.000-2.0001.000-2.000

nitrilenitrile -C=N-C=N 160160 --

nitronitro -NO-NO22 210210 forteforte

Scelta della lunghezza d’ondaScelta della lunghezza d’onda

La La del rivelatore va scelta in base ad alcune del rivelatore va scelta in base ad alcune considerazioni:considerazioni:

•massimizzare sensibilità e specificitàmassimizzare sensibilità e specificità

• il solvente della fase mobile può causare shifts in il solvente della fase mobile può causare shifts in maxmax (2-5 (2-5 nm)nm)

•controllare l’assorbanza degli analiti nella fase mobilecontrollare l’assorbanza degli analiti nella fase mobile

• i solventi per fase mobile hanno cutoff nell’UVi solventi per fase mobile hanno cutoff nell’UV

•operando sotto la operando sotto la cutoff può:cutoff può:

•ridurre la sensibilitàridurre la sensibilità

• introdurre rumore sulla linea di baseintrodurre rumore sulla linea di base

Rivelatore Diode-arrayRivelatore Diode-array

•misura in ogni istante lo spettro UV-visibile misura in ogni istante lo spettro UV-visibile dell’eluato nell’intervallo desideratodell’eluato nell’intervallo desiderato

•può fornire informazioni può fornire informazioni strutturali sugli analiti strutturali sugli analiti (database di spettri)(database di spettri)

Rivelatore spettrofotometrico Rivelatore spettrofotometrico IRIR

•sensibilità tipica: 1 ppmsensibilità tipica: 1 ppm

•applicabilità limitata dall’assorbanza della fase applicabilità limitata dall’assorbanza della fase mobile nel range spettrale infrarossomobile nel range spettrale infrarosso

Rivelatore a fluorescenzaRivelatore a fluorescenza

• sensibilità 1000 volte sensibilità 1000 volte superiore rispetto superiore rispetto all’assorbimento UV-all’assorbimento UV-visibilevisibile

• sensibilità tipica: 0.01 sensibilità tipica: 0.01 ppbppb

• limitato alla rivelazione limitato alla rivelazione di composti di composti fluorescenti, ma è fluorescenti, ma è possibile la possibile la derivatizzazionederivatizzazione

• è un sistema non è un sistema non distruttivo (tranne che distruttivo (tranne che con derivatizzazione)con derivatizzazione)

Rivelatore a indice di Rivelatore a indice di rifrazionerifrazione

• sensibilità tipica: 0. 1 ppmsensibilità tipica: 0. 1 ppm

• completamente aspecificocompletamente aspecifico

• necessita di termostatazione accuratissimanecessita di termostatazione accuratissima

• si usa per composti non attivi nel range UV-visibile si usa per composti non attivi nel range UV-visibile (zuccheri)(zuccheri)

• è un sistema non distruttivoè un sistema non distruttivo

• basato sulla misura basato sulla misura del’indice di rifrazione del’indice di rifrazione dell’eluato (tipico dell’eluato (tipico rivelatore rivelatore bulk)bulk)

• non adatto con eluizione non adatto con eluizione in gradientein gradiente

Rivelatore evaporative light Rivelatore evaporative light scatteringscattering

• l’eluato è trasformato in l’eluato è trasformato in aerosol, desolvatato e aerosol, desolvatato e mandato in una cella nella mandato in una cella nella quale si misura lo scattering quale si misura lo scattering della lucedella luce

• necessita di fasi mobili necessita di fasi mobili volatilivolatili

• ideale per composti ad alto ideale per composti ad alto PM, zuccheri e acidi non PM, zuccheri e acidi non volatilivolatili


Rivelatore elettrochimicoRivelatore elettrochimico

• tra i più sensibili (sensibilità tipica: 1 ppt, femtomoli in tra i più sensibili (sensibilità tipica: 1 ppt, femtomoli in modalità amperometrica)modalità amperometrica)

• possibilità di misura inpossibilità di misura in

•voltammetria (per applicazioni particolari)voltammetria (per applicazioni particolari)

•amperometriaamperometria

•coulometria (raro)coulometria (raro)

•conducimetria (utilizzato in cromatografia ionica)conducimetria (utilizzato in cromatografia ionica)

• generalmente poco adatto all’eluizione in gradientegeneralmente poco adatto all’eluizione in gradiente

Rivelatore elettrochimico: Rivelatore elettrochimico: amperometriaamperometria

• basata sulla misura della corrente risultante da basata sulla misura della corrente risultante da un’elettrolisi (ossidazione o riduzione) di molecole di un’elettrolisi (ossidazione o riduzione) di molecole di analita alla superficie di un elettrodoanalita alla superficie di un elettrodo

• il più sensibile tra i rivelatori per LC (fino a femtomoli per il più sensibile tra i rivelatori per LC (fino a femtomoli per alcune applicazioni alcune applicazioni dopamina) dopamina)

• utilizzabile per tutte le sostanze elettroattive nel range diutilizzabile per tutte le sostanze elettroattive nel range dipotenziale dell’elettrodo potenziale dell’elettrodo di lavoro impiegatodi lavoro impiegato

• possibile possibile avvelenamento degli avvelenamento degli elettrodielettrodi

• utilizzo non sempliceutilizzo non semplice

• è un sistema è un sistema parzialmente distruttivoparzialmente distruttivo

Rivelatore elettrochimico: Rivelatore elettrochimico: conducimetriaconducimetria

• basato sulla misura della corrente elettrica trasportata da basato sulla misura della corrente elettrica trasportata da ioni disciolti in un campo elettricoioni disciolti in un campo elettrico

• utile per sostanze ioniche o ionizzabiliutile per sostanze ioniche o ionizzabili

• rivelatore più comune in cromatografia ionicarivelatore più comune in cromatografia ionica

• sensibilità inferiore sensibilità inferiore rispetto al rivelatore rispetto al rivelatore amperometricoamperometrico

• utilizzo molto sempliceutilizzo molto semplice


Rivelatore a spettrometria di Rivelatore a spettrometria di massamassa

• il detector finale: il detector finale: sensibile, selettivo sensibile, selettivo e universale, può e universale, può permettere la permettere la caratterizzazione caratterizzazione chimica del chimica del campionecampione

• possibilità di possibilità di discriminare analiti discriminare analiti coeluiti in modalità coeluiti in modalità SIMSIM• sensibilità tipica: 0.1 ppbsensibilità tipica: 0.1 ppb

• limitato dall’interfaccia e dalla necessità di rimuovere il solvente limitato dall’interfaccia e dalla necessità di rimuovere il solvente dal campionedal campione

• gli analiti devono essere ionizzabiligli analiti devono essere ionizzabili

Confronto tra rivelatoriConfronto tra rivelatori

RivelatoreRivelatore TargetTarget LODLOD Range Range linearelineare

UV-visibile/ UV-visibile/ UV-DADUV-DAD

composti che composti che assorbono luce UV-VISassorbono luce UV-VIS 1 µg/l1 µg/l 101044

IRIR

FluorimetricoFluorimetrico composti composti policondensati (PAH)policondensati (PAH) 10 ng/l10 ng/l 101033

RIDRID non selettivonon selettivo 1 mg/l1 mg/l 101044

ELSDELSD 1 mg/l1 mg/l

ED ED amperometricamperometric

oocomposti elettroattivicomposti elettroattivi 100 pg/l100 pg/l

ED ED conducimetricconducimetric

oocomposti ionicicomposti ionici 1 µg/l1 µg/l 101033

MSMS speciespecie 0.1 µg/l0.1 µg/l 101055

Cromatografia Fluida Cromatografia Fluida SupercriticaSupercritica

• Fluidi supercritici impiegati in Fluidi supercritici impiegati in cromatografia:cromatografia:

• COCO22, Tc = 31°C, Tc = 31°C

• CC22HH66, Tc = 32°C, Tc = 32°C

• NN22O, Tc = 37°CO, Tc = 37°C

• si utilizza come fase mobile un fluido si utilizza come fase mobile un fluido supercriticosupercritico (cioè portato al (cioè portato al di sopra della temperatura critica, Tc, sopra la quale una di sopra della temperatura critica, Tc, sopra la quale una sostanza non può più essere trasformata in un liquido), avente sostanza non può più essere trasformata in un liquido), avente caratteristiche fisiche intermedie tra i liquidi e i gas:caratteristiche fisiche intermedie tra i liquidi e i gas:

• maggiore densità rispetto ai gasmaggiore densità rispetto ai gas

• minore viscosità rispetto ai liquidiminore viscosità rispetto ai liquidi

• alto potere solubilizzantealto potere solubilizzante

Caratteristiche della SFCCaratteristiche della SFC

• è utile in particolare per analizzare composti che non è utile in particolare per analizzare composti che non possono essere determinati con GC o LC (25% dei possono essere determinati con GC o LC (25% dei problemi analitici):problemi analitici):

• composti non volatilicomposti non volatili

• composti termicamente instabilicomposti termicamente instabili

• composti non rivelabili con i normali rivelatori per LCcomposti non rivelabili con i normali rivelatori per LC

• la strumentazione è simile a quelle per GC o LC; necessita la strumentazione è simile a quelle per GC o LC; necessita controllo accurato della temperaturacontrollo accurato della temperatura

• fasi mobili analoghe a quelle per HPLC in ripartizionefasi mobili analoghe a quelle per HPLC in ripartizione

• l’eluato si rivela come gas l’eluato si rivela come gas rivelatori FID, MS rivelatori FID, MS (interfacciamento semplice), TCD, ECD(interfacciamento semplice), TCD, ECD

Applicazioni della SFCApplicazioni della SFC

• separazione di molecole ad alto PM (fino a 10separazione di molecole ad alto PM (fino a 1055), prodotti ), prodotti naturali, alimenti, additivi, pesticidi, polimeri, esplosivinaturali, alimenti, additivi, pesticidi, polimeri, esplosivi

• COCO22 supercritico può solubilizzare alcani C supercritico può solubilizzare alcani C55-C-C4040 e PAH e PAH

separazione di separazione di polietileni oligomerici polietileni oligomerici con gradiente di con gradiente di pressionepressione

Confronto tra HPLC ed SFCConfronto tra HPLC ed SFC

Separazione di bi- e Separazione di bi- e trifenile con HPLC (sx) trifenile con HPLC (sx) ed SFC (dx): la velocità ed SFC (dx): la velocità di flusso è maggiore in di flusso è maggiore in SFC per cui la SFC per cui la separazione è più separazione è più veloceveloce

GC, LC o SFC?GC, LC o SFC?• Caratteristiche comuniCaratteristiche comuni

• Efficienti e altamente selettive; non distruttive (in senso analitico); Efficienti e altamente selettive; non distruttive (in senso analitico); possono essere quantitativepossono essere quantitative

• Vantaggi della GCVantaggi della GC

• Rapida; risoluzione eccezionale; facilmente interfacciabile con MSRapida; risoluzione eccezionale; facilmente interfacciabile con MS

• Vantaggi della LCVantaggi della LC

• Determinazione di specie non volatili o termicamente instabili, specie Determinazione di specie non volatili o termicamente instabili, specie ioniche inorganicheioniche inorganiche

• La diffusione longitudinale è trascurabileLa diffusione longitudinale è trascurabile

• Vantaggi della SFCVantaggi della SFC

• caratteristiche intermedie tra GC ed LCcaratteristiche intermedie tra GC ed LC

Tecniche elettroforeticheTecniche elettroforetiche

Le tecniche elettroforetiche sono spesso associate alle tecniche Le tecniche elettroforetiche sono spesso associate alle tecniche cromatografiche, in quanto permettono la separazione di miscele cromatografiche, in quanto permettono la separazione di miscele di ioni che migrano sotto l’effetto di un campo elettrico con diverse di ioni che migrano sotto l’effetto di un campo elettrico con diverse velocità di migrazione. In realtà non si tratta di metodi velocità di migrazione. In realtà non si tratta di metodi cromatografici veri e propri, in quanto non avviene la ripartizione cromatografici veri e propri, in quanto non avviene la ripartizione degli analiti tra fase mobile e fase stazionaria. Per questo sono degli analiti tra fase mobile e fase stazionaria. Per questo sono chiamate anche chiamate anche tecniche ancillaritecniche ancillari rispetto alle cromatografiche. La rispetto alle cromatografiche. La strumentazione richiesta è comunque affine e quindi sono valide strumentazione richiesta è comunque affine e quindi sono valide molte delle nozioni acquisite in campo cromatografico. La molte delle nozioni acquisite in campo cromatografico. La rivelazione delle sostanze avviene mediante colorazione, per via rivelazione delle sostanze avviene mediante colorazione, per via fotometrica o, nell’elettroforesi capillare, con rivelatori più fotometrica o, nell’elettroforesi capillare, con rivelatori più sofisticati come il fotometrico, l’elettrochimico e lo spettrometro di sofisticati come il fotometrico, l’elettrochimico e lo spettrometro di massamassa

Si tratta di un gruppo di tecniche molto utilizzate in campo Si tratta di un gruppo di tecniche molto utilizzate in campo biologico, biochimico e molecolare per la separazione di proteine, biologico, biochimico e molecolare per la separazione di proteine, polinucleotidi e altri biopolimeri, e in generale di ioni e anfoliti polinucleotidi e altri biopolimeri, e in generale di ioni e anfoliti (sostanze che si comportano come acidi o basi a seconda del pH, (sostanze che si comportano come acidi o basi a seconda del pH, es. aminoacidi e peptidi)es. aminoacidi e peptidi)

Classificazione delle tecnicheClassificazione delle tecniche

Le tecniche elettroforetiche si classificano in:Le tecniche elettroforetiche si classificano in:

• elettroforesi priva di carrierelettroforesi priva di carrier, in , in cui gli ioni migrano in una cui gli ioni migrano in una soluzione tamponesoluzione tampone

• elettroforesi mediante carrierelettroforesi mediante carrier, , più comunemente utilizzata, in più comunemente utilizzata, in cui gli ioni migrano su un cui gli ioni migrano su un supporto di carta, un gel o un supporto di carta, un gel o un polimeropolimero

• elettroforesi classicaelettroforesi classica (es. (es. separazione delle proteine del separazione delle proteine del siero)siero)

• elettroforesi capillareelettroforesi capillare

Elettroforesi capillareElettroforesi capillare

Due grossi svantaggi dell’elettroforesi classica sono:Due grossi svantaggi dell’elettroforesi classica sono:

Questi svantaggi sono superati grazie all’avvento della Questi svantaggi sono superati grazie all’avvento della tecnica tecnica capillarecapillare, derivata da elementi della GC capillare. In , derivata da elementi della GC capillare. In questa tecnica, la migrazione degli ioni avviene in un questa tecnica, la migrazione degli ioni avviene in un sistema miniaturizzato, un capillare appunto, nel quale le sistema miniaturizzato, un capillare appunto, nel quale le correnti sono inferiori e conseguentemente il calore di Joule correnti sono inferiori e conseguentemente il calore di Joule è notevolmente più basso con vantaggi analitici evidentiè notevolmente più basso con vantaggi analitici evidenti

• convezione di caloreconvezione di calore dovuta alla resistenza del tampone al dovuta alla resistenza del tampone al flusso di corrente elettrica, che porta all’allargamento dei flusso di corrente elettrica, che porta all’allargamento dei picchipicchi

• difficoltà nella valutazione degli elettroferogrammidifficoltà nella valutazione degli elettroferogrammi

Prestazioni dell’elettroforesi Prestazioni dell’elettroforesi capillarecapillare

La strumentazione necessaria per l’elettroforesi capillare è costituita da La strumentazione necessaria per l’elettroforesi capillare è costituita da due soluzioni tampone, il capillare con dispositivo di raffreddamento, un due soluzioni tampone, il capillare con dispositivo di raffreddamento, un generatore di energia ad alta tensione, un sistema per l’applicazione del generatore di energia ad alta tensione, un sistema per l’applicazione del campione e un rivelatorecampione e un rivelatore

Si utilizzano rivelatori UV, UV-DAD, fluorimetrici, elettrochimici e a Si utilizzano rivelatori UV, UV-DAD, fluorimetrici, elettrochimici e a spettrometria di massaspettrometria di massa

Versioni della CEVersioni della CE

L’elettroforesi capillare comprende una famiglia di tecniche che hanno L’elettroforesi capillare comprende una famiglia di tecniche che hanno caratteristiche operative e di separazione alquanto diverse. Le tecniche caratteristiche operative e di separazione alquanto diverse. Le tecniche sono:sono:• elettroforesi capillare di zona elettroforesi capillare di zona (CZE): (CZE): è la forma più semplice di CE, in cui è la forma più semplice di CE, in cui

le molecole sono separate in base alle differenze nel rapporto le molecole sono separate in base alle differenze nel rapporto massa/caricamassa/carica

• elettroforesi capillare ad alta prestazioneelettroforesi capillare ad alta prestazione (HPCE): evoluzione della CE (HPCE): evoluzione della CE tradizionaletradizionale

• elettroforesi capillare a gelelettroforesi capillare a gel: è l’adattamento della tecnica tradizionale di : è l’adattamento della tecnica tradizionale di elettroforesi su gel operata su un capillare contenente un mezzo elettroforesi su gel operata su un capillare contenente un mezzo anticonvettivo come la poliacrilamideanticonvettivo come la poliacrilamide

• focusing isoelettricofocusing isoelettrico (IEF): molecole cariche migrano in un campo elettrico (IEF): molecole cariche migrano in un campo elettrico nel quale un gradiente di pH le porta al loro nel quale un gradiente di pH le porta al loro punto isoelettricopunto isoelettrico

• isotacoforesi isotacoforesi (ITP): le particelle migrano nel campo elettrico alla stessa (ITP): le particelle migrano nel campo elettrico alla stessa velocitàvelocità

• cromatografia capillare elettrocinetica micellare cromatografia capillare elettrocinetica micellare (MECC): l’addizione di (MECC): l’addizione di sostanze in grado di formare micelle permette la separazione di molecole sostanze in grado di formare micelle permette la separazione di molecole neutre (es. fenoli)neutre (es. fenoli)

Vantaggi della CEVantaggi della CE

• utilizza la moderna tecnologia dei rivelatori in modo che gli utilizza la moderna tecnologia dei rivelatori in modo che gli elettroferogrammi assomigliano molto ai cromatogrammielettroferogrammi assomigliano molto ai cromatogrammi

• l’efficienza è analoga a quella della GC capillare o migliore l’efficienza è analoga a quella della GC capillare o migliore (N piatti teorici elevatissimo)(N piatti teorici elevatissimo)

• richiede una quantità minima di campione e di reagentirichiede una quantità minima di campione e di reagenti

• può essere facilmente automatizzatapuò essere facilmente automatizzata

• è applicabile ad un range di analiti più ampio rispetto alle è applicabile ad un range di analiti più ampio rispetto alle altre tecniche separazionealtre tecniche separazione

Selezione della tecnica più adattaSelezione della tecnica più adatta

Le varie versioni della CE hanno caratteristiche che le rendono più Le varie versioni della CE hanno caratteristiche che le rendono più adatte in certe situazioni. Nella tabella sono elencate in ordine di adatte in certe situazioni. Nella tabella sono elencate in ordine di efficienza decrescente per la separazione delle diverse classi di efficienza decrescente per la separazione delle diverse classi di analitianaliti

Ioni a Ioni a basso PMbasso PM

Molecole Molecole a basso a basso

PMPMPeptidiPeptidi ProteineProteine Oligo Oligo

nucleotidinucleotidi DNADNA

CZECZE MECCMECC CZECZE CZECZE CGECGE CGECGE

ITPITP CZECZE MECCMECC CGECGE MECCMECC

ITPITP IEFIEF IEFIEF

CGECGE ITPITP

Applicazioni della CEApplicazioni della CEDal momento che la stragrande maggioranza delle molecole di Dal momento che la stragrande maggioranza delle molecole di interesse biologico è carica, la CE ha applicazioni importanti interesse biologico è carica, la CE ha applicazioni importanti nell’analisi di aminoacidi, peptidi, proteine, acidi nucleici a altri nell’analisi di aminoacidi, peptidi, proteine, acidi nucleici a altri biopolimeri, con tempi di analisi minori rispetto a tecniche biopolimeri, con tempi di analisi minori rispetto a tecniche cromatografiche equivalenti (SEC). In particolare, per l’analisi di cromatografiche equivalenti (SEC). In particolare, per l’analisi di proteine e peptidi è possibile separare analiti che differiscono per proteine e peptidi è possibile separare analiti che differiscono per un solo aminoacido. Nella figura è mostrata l’analisi di una un solo aminoacido. Nella figura è mostrata l’analisi di una soluzione di albumina di siero bovino digerita con tripsinasoluzione di albumina di siero bovino digerita con tripsina

Applicazioni della CEApplicazioni della CEAltre applicazioni comprendono la separazione di anioni e cationi Altre applicazioni comprendono la separazione di anioni e cationi inorganici e di composti farmaceutici purchè carichiinorganici e di composti farmaceutici purchè carichi

Separazione con MECC di aminoacidi (sx) e di corticosteroidi (dx)Separazione con MECC di aminoacidi (sx) e di corticosteroidi (dx)

Tecniche spettroscopicheTecniche spettroscopiche

Interazione tra luce e materiaInterazione tra luce e materia

Tecniche spettroscopicheTecniche spettroscopiche

• Informazione qualitativa (elementi, Informazione qualitativa (elementi, composti)composti)

• Informazione quantitativa (concentrazione)Informazione quantitativa (concentrazione)

Lo spettro elettromagneticoLo spettro elettromagnetico

I vari intervalli dello spettro elettromagnetico sono sfruttati a I vari intervalli dello spettro elettromagnetico sono sfruttati a scopo analitico per ottenere informazioni strutturali quali-scopo analitico per ottenere informazioni strutturali quali-quantitative sulla materia analizzataquantitative sulla materia analizzata

EnergiaEnergia

Classificazione delle tecniche Classificazione delle tecniche spettroscopichespettroscopiche

• In base al In base al meccanismomeccanismo

• assorbimentoassorbimento

• emissioneemissione

• fluorescenzafluorescenza

• In base alla In base alla regione spettraleregione spettrale impiegata impiegata

• raggi raggi 0.01 0.01 ÅÅ PIGE

• raggi X (0.01 raggi X (0.01 Å – 100 Å)Å – 100 Å) XRF, PIXE

• UV-Visibile (10 nm – 800 nm)UV-Visibile (10 nm – 800 nm) AAS, ICP-AES

• IR (800 nm – 0.4 mm)IR (800 nm – 0.4 mm) FT-IR

• microondemicroonde (0.4 mm – 0.25 m) (0.4 mm – 0.25 m) EPR

• radiofrequenze (> 0.25 m)radiofrequenze (> 0.25 m) NMR

• In base alla In base alla specie interessataspecie interessata

• atomicaatomica

• molecolaremolecolare

Assorbimento ed emissione di Assorbimento ed emissione di luceluce

A livello microscopico la A livello microscopico la luce interagisce con la luce interagisce con la materia in modalità materia in modalità differenti ma sempre legate differenti ma sempre legate a salti tra stati energeticia salti tra stati energetici

L’assorbimento e L’assorbimento e l’emissione di luce da parte l’emissione di luce da parte della materia sono della materia sono interpretabili come interpretabili come passaggio tra due stati di passaggio tra due stati di energia di un atomo o una energia di un atomo o una molecolamolecola

~~~ E = h

S1

S0

Spettroscopia atomica e Spettroscopia atomica e molecolaremolecolare

•Spettroscopia atomica: il campione è Spettroscopia atomica: il campione è trasformato in atomi somministrandogli energia trasformato in atomi somministrandogli energia si determinano si determinano elementielementi

•Spettroscopia molecolare: il campione è Spettroscopia molecolare: il campione è analizzato tal quale analizzato tal quale si determinano si determinano composticomposti

Regioni spettrali utilizzateRegioni spettrali utilizzate

Irraggiando la materia con la radiazione luminosa si creano Irraggiando la materia con la radiazione luminosa si creano effetti diversi a seconda dell’energia della radiazione effetti diversi a seconda dell’energia della radiazione utilizzata:utilizzata:• raggi raggi e raggi X provocano transizioni elettroniche nei e raggi X provocano transizioni elettroniche nei

gusci interni e reazioni nel nucleogusci interni e reazioni nel nucleo

• raggi UV e visibile causano transizioni elettroniche nei raggi UV e visibile causano transizioni elettroniche nei gusci esternigusci esterni

• raggi infrarossi causano transizioni vibrazionali e raggi infrarossi causano transizioni vibrazionali e rotazionalirotazionali

• microonde e onde radio interessano l’orientazione degli microonde e onde radio interessano l’orientazione degli spin elettronici e nuclearispin elettronici e nucleari

Spettroscopia atomicaSpettroscopia atomica

•Il campione è trasformato in atomi con metodi Il campione è trasformato in atomi con metodi vari di riscaldamentovari di riscaldamento

•Il vapore atomico subisce un interazione con la Il vapore atomico subisce un interazione con la luce oppure con un campo magnetico; l’entità di luce oppure con un campo magnetico; l’entità di questa interazione fornisce la risposta analitica, questa interazione fornisce la risposta analitica, qualitativa e quantitativaqualitativa e quantitativa

Tecniche atomicheTecniche atomiche

A seconda del tipo di interazione che subisce il vapore A seconda del tipo di interazione che subisce il vapore atomico, si possono avere le seguenti tecniche di atomico, si possono avere le seguenti tecniche di spettroscopia atomica:spettroscopia atomica:• il vapore è irraggiato con una il vapore è irraggiato con una

radiazione monocromatica radiazione monocromatica assorbibile solo dagli atomi di un assorbibile solo dagli atomi di un determinato elementodeterminato elemento

• il vapore subisce un il vapore subisce un riscaldamento ulteriore e gli riscaldamento ulteriore e gli atomi emettono il surplus di atomi emettono il surplus di energia sotto forma di radiazione energia sotto forma di radiazione luminosaluminosa

• il vapore subisce un il vapore subisce un riscaldamento ulteriore e gli riscaldamento ulteriore e gli atomi si trasformano in ioni i quali atomi si trasformano in ioni i quali sono separati e rivelati con uno sono separati e rivelati con uno spettrometro di massaspettrometro di massa

Assorbimento atomicoAssorbimento atomico

Emissione atomicaEmissione atomica

Spettrometria di massaSpettrometria di massa

Spettroscopia atomica: assorbimentoSpettroscopia atomica: assorbimento

• il campione è trasformato in atomi con metodi vari di il campione è trasformato in atomi con metodi vari di riscaldamentoriscaldamento

• il vapore atomico subisce un’interazione con la luce il vapore atomico subisce un’interazione con la luce emessa da una sorgente luminosa (righe)emessa da una sorgente luminosa (righe)

• la riga viene assorbita solo dagli atomi corrispondenti la riga viene assorbita solo dagli atomi corrispondenti mediante l’assorbimento di risonanzamediante l’assorbimento di risonanza

• l’entità di questa interazione fornisce la risposta analitical’entità di questa interazione fornisce la risposta analitica

• qualitativa (quali elementi)qualitativa (quali elementi)

• identificazione attraverso le identificazione attraverso le assorbite assorbite

• quantitativa (qual è la concentrazione)quantitativa (qual è la concentrazione)

• calibrazione con soluzioni a concentrazione notacalibrazione con soluzioni a concentrazione nota

• legge di Lambert-Beer (A = legge di Lambert-Beer (A = bC)bC)

Spettrofotometria AASSpettrofotometria AAS

MMeettooddoo ddii aattoommiizzzzaazziioonnee

TTeemmppeerraattuurraa ddii aattoommiizzzzaazziioonnee ((°°CC))

TTeeccnniiccaa

FFiiaammmmaa 11770000--33115500 FFAAAASS EElleettttrrootteerrmmiiccoo 11220000--33000000 EETT--AAAASS ((GGFF--AAAASS))

Assorbimento atomico a fiamma Assorbimento atomico a fiamma (FAAS)(FAAS)

combustibile (acetilene) + comburente (aria) combustibile (acetilene) + comburente (aria) fiamma fiamma

regolazione regolazione dei gasdei gas

comparto comparto della fiammadella fiamma

introduzione del introduzione del campionecampione

• aspirazione in continuoaspirazione in continuo

• segnale dipendente dalla segnale dipendente dalla concentrazione e non concentrazione e non dalla massadalla massa

cammino cammino otticoottico

Assorbimento atomico a fiamma Assorbimento atomico a fiamma (FAAS)(FAAS)

Atomizzazione elettrotermica Atomizzazione elettrotermica (ETAAS)(ETAAS)

Elettrotermica (ET): atomizzazione mediante una corrente Elettrotermica (ET): atomizzazione mediante una corrente elettrica ad alta potenza che crea un riscaldamento per elettrica ad alta potenza che crea un riscaldamento per effetto Jouleeffetto Joule

Atomizzazione elettrotermica Atomizzazione elettrotermica (ETAAS)(ETAAS)

il campione (poche decine di µl) viene depositato all’interno il campione (poche decine di µl) viene depositato all’interno di un cilindro di grafite detto di un cilindro di grafite detto fornettofornetto, sottoposto poi a cicli , sottoposto poi a cicli di riscaldamentodi riscaldamento

Fornetti di grafiteFornetti di grafite

• Il fornetto di grafite ha Il fornetto di grafite ha dimensioni di pochi cmdimensioni di pochi cm

• La tecnica è nota anche La tecnica è nota anche come GF-AAScome GF-AAS

Spettroscopia atomica: emissioneSpettroscopia atomica: emissione

• il campione è trasformato in atomi con metodi vari di il campione è trasformato in atomi con metodi vari di riscaldamentoriscaldamento

• il vapore atomico emette luce emessa a righe in il vapore atomico emette luce emessa a righe in conseguenza dell’energia somministratta sotto forma di conseguenza dell’energia somministratta sotto forma di calorecalore

• le righe emesse vengono separate e misuratele righe emesse vengono separate e misurate

• l’entità dell’emissione fornisce la risposta analitical’entità dell’emissione fornisce la risposta analitica

• qualitativa (quali elementi)qualitativa (quali elementi)

• identificazione attraverso le identificazione attraverso le emesse emesse



• intensità propozionale alla concentrazione (I = intensità propozionale alla concentrazione (I = C)C)

Spettrofotometria AESSpettrofotometria AES

Metodo di atomizzazione

Temperatura di atomizzazione (°C)

Tecnica

Fiamma 1700-3150 FAES (FF) Plasma IC 6000-8000 ICP-AES

Emissione atomica a fiamma (FF)Emissione atomica a fiamma (FF)

utilizzo lo stesso strumento senza sorgente otticautilizzo lo stesso strumento senza sorgente ottica

regolazione regolazione dei gasdei gas

comparto comparto della fiammadella fiamma

introduzione del introduzione del campionecampione

Emissione atomica con plasma (ICP-Emissione atomica con plasma (ICP-AES)AES)

Spettrofotometria ICP-AESSpettrofotometria ICP-AES

Pompa peristalticaPompa peristaltica

NebulizzatoreNebulizzatore

Camera di nebulizzazioneCamera di nebulizzazione

Torcia di quarzoTorcia di quarzo

Sistema otticoSistema otticoSmaltimento fumiSmaltimento fumi

al PCal PC

2 canali:2 canali:

1 per il campione1 per il campione1 per lo scarico1 per lo scarico

Spettrometria di massa con plasma (ICP-Spettrometria di massa con plasma (ICP-MS)MS)

Metodo di atomizzazione

Temperatura di atomizzazione (°C)

Tecnica

Plasma IC 6000-8000 ICP-MS

Spettrometria ICP-MSSpettrometria ICP-MS

Spettrometria ICP-MSSpettrometria ICP-MS

SSpettrometro di pettrometro di massa e massa e

rivelatorerivelatore

Introduzione del campioneIntroduzione del campione

Torcia ICPTorcia ICP

InterfacciaInterfaccia

Caratteristiche tecnicheCaratteristiche tecniche

• tecniche distruttive (1500-8000 °C)tecniche distruttive (1500-8000 °C)

• si determinano elementisi determinano elementi

• si analizzano liquidi, solidi se discioltisi analizzano liquidi, solidi se disciolti

• analisi totale del campioneanalisi totale del campione

• risultati espressi in concentrazionerisultati espressi in concentrazione

• ottima sensibilitàottima sensibilità

•mg/l per FAAS e FFmg/l per FAAS e FF

•µg/l per GFAAS e ICP-AESµg/l per GFAAS e ICP-AES

•ng/l per ICP-MSng/l per ICP-MS

Confronto tra tecnicheConfronto tra tecniche

Limiti di rivelabilitàLimiti di rivelabilità

Spettroscopia molecolareSpettroscopia molecolare

• Il campione è irraggiato con luce avente Il campione è irraggiato con luce avente nell’UV, nel nell’UV, nel visibile o nell’infrarossovisibile o nell’infrarosso

• Le molecole che compongono il campione assorbono Le molecole che compongono il campione assorbono l’energia irradiata se essa è in quantità sufficiente per far l’energia irradiata se essa è in quantità sufficiente per far vibrarevibrare i loro gruppi funzionali (visibile, IR) oppure per i loro gruppi funzionali (visibile, IR) oppure per promuovere transizioni elettroniche (UV, visibile)promuovere transizioni elettroniche (UV, visibile)

• La risposta del campione viene registrata e, in base ai La risposta del campione viene registrata e, in base ai segnali raccolti, è possibile risalire alla composizione del segnali raccolti, è possibile risalire alla composizione del campione in termini di molecolecampione in termini di molecole

• Le tecniche più comunemente utilizzate sono quelle in Le tecniche più comunemente utilizzate sono quelle in assorbimentoassorbimento

Spettroscopia molecolare: Spettroscopia molecolare: assorbimentoassorbimento

• il campione è irraggiato con luce avente il campione è irraggiato con luce avente nell’UV, nel visibile o nell’UV, nel visibile o nell’infrarosso (bande o righe)nell’infrarosso (bande o righe)

• le molecole che compongono il campione assorbono l’energia le molecole che compongono il campione assorbono l’energia irradiata se essa è in quantità sufficiente per far irradiata se essa è in quantità sufficiente per far vibrarevibrare i loro i loro gruppi funzionali (visibile, IR) oppure per promuovere transizioni gruppi funzionali (visibile, IR) oppure per promuovere transizioni elettroniche (UV, visibile)elettroniche (UV, visibile)

• la risposta del campione viene registrata e, in base ai segnali la risposta del campione viene registrata e, in base ai segnali raccolti, è possibile risalire alla composizione del campione in raccolti, è possibile risalire alla composizione del campione in termini di molecoletermini di molecole

• l’entità di questa interazione fornisce la risposta analitical’entità di questa interazione fornisce la risposta analitica

• qualitativa (quali composti)qualitativa (quali composti)

• identificazione attraverso le identificazione attraverso le assorbite assorbite



• legge di Lambert-Beer (A = legge di Lambert-Beer (A = bC)bC)

Spettrofotometria IRSpettrofotometria IRIl campione è irraggiato con un intervallo più o meno ampio Il campione è irraggiato con un intervallo più o meno ampio di di ; le ; le assorbite corrispondono ai gruppi funzionali delle assorbite corrispondono ai gruppi funzionali delle molecole, i quali assorbono l’energia equivalente per molecole, i quali assorbono l’energia equivalente per vibrare. La risposta è visibile sotto forma di vibrare. La risposta è visibile sotto forma di spettro di spettro di assorbimentoassorbimento

Esempio di spettrofotometro Esempio di spettrofotometro IR. Si tratta in genere di IR. Si tratta in genere di strumento molto compattistrumento molto compatti

I campioni liquidi sono I campioni liquidi sono analizzati tal quali, mentre per analizzati tal quali, mentre per i campioni solidi si prepara una i campioni solidi si prepara una pastiglia di KBr nel quale si pastiglia di KBr nel quale si disperde il campione disperde il campione polverizzato; è possibile polverizzato; è possibile analizzare anche i campioni analizzare anche i campioni gassosigassosi

IR: modi di vibrazioneIR: modi di vibrazione

Alcuni modi di vibrazione sono gli Alcuni modi di vibrazione sono gli stretchingstretching (allungamenti) e i (allungamenti) e i bendingbending (piegamenti) che (piegamenti) che corrispondono a livelli energetici corrispondono a livelli energetici ben definitiben definiti

Esempio di spettro IREsempio di spettro IRIl campione è irraggiato con un intervallo di Il campione è irraggiato con un intervallo di compreso tra compreso tra 2.5 e 20 µm (o 2.5 e 20 µm (o compreso tra 4000 e 500 cm-1). Il 100% compreso tra 4000 e 500 cm-1). Il 100% della scala di trasmittanza corrisponde ad assorbimento della scala di trasmittanza corrisponde ad assorbimento nullonullo

Spettrofotometria IRSpettrofotometria IR

Ogni gruppo funzionale ha modi di vibrazione corrispondenti Ogni gruppo funzionale ha modi di vibrazione corrispondenti a a o o ben definite, che ne permettono l’identificazione ben definite, che ne permettono l’identificazione

Impronta digitaleImpronta digitale

L’insieme dei L’insieme dei gruppi funzionali gruppi funzionali identificati identificati permette di risalire permette di risalire globalmente alla globalmente alla molecola, lo spettro molecola, lo spettro IR della quale IR della quale corrisponde ad corrisponde ad un’un’impronta impronta digitaledigitale

Spettro IR della formaldeideSpettro IR della formaldeide

L’assegnazione delle bande di assorbimento ai vari modi di L’assegnazione delle bande di assorbimento ai vari modi di vibrazione permette di risalire in modo ancora più accurato vibrazione permette di risalire in modo ancora più accurato alla struttura della molecolaalla struttura della molecola

H CH

O

Applicazioni IRApplicazioni IR

Esempi di applicazioni della tecnica IR:Esempi di applicazioni della tecnica IR:

• caratterizzazione strutturale di prodotti di sintesicaratterizzazione strutturale di prodotti di sintesi

• caratterizzazione strutturale di intermedi di sintesicaratterizzazione strutturale di intermedi di sintesi

• monitoraggio di cinetiche di reazionemonitoraggio di cinetiche di reazione

• caratterizzazione della purezza di un compostocaratterizzazione della purezza di un composto

• raramente utilizzata per determinazioni quantitativeraramente utilizzata per determinazioni quantitative

Spettrofotometria UV-visibileSpettrofotometria UV-visibileIl campione è irraggiato con un intervallo più o meno ampio di Il campione è irraggiato con un intervallo più o meno ampio di ; le ; le assorbite, aventi energia sufficiente a promuovere transizioni assorbite, aventi energia sufficiente a promuovere transizioni elettroniche, corrispondono ai gruppi funzionali delle molecole. La elettroniche, corrispondono ai gruppi funzionali delle molecole. La risposta è visibile sotto forma di risposta è visibile sotto forma di spettro di assorbimentospettro di assorbimento

Gli spettrofotometri Gli spettrofotometri UV-visibile sono molto UV-visibile sono molto diffusi per la loro diffusi per la loro semplicità di utilizzo e semplicità di utilizzo e versatilità e per il versatilità e per il basso costo; quasi basso costo; quasi tutte le sostanze tutte le sostanze organiche presentano organiche presentano assorbimenti nel assorbimenti nel range strumentale range strumentale (180-800 nm)(180-800 nm)

Un utilizzo molto Un utilizzo molto comune si ha come comune si ha come rivelatore per HPLCrivelatore per HPLC

Transizioni elettronicheTransizioni elettronicheLa spettroscopia UV-visibile è detta anche La spettroscopia UV-visibile è detta anche spettroscopia spettroscopia elettronicaelettronica perchè è basata su transizioni di elettroni tra livelli perchè è basata su transizioni di elettroni tra livelli energetici diversienergetici diversi

Le transizioni elettroniche più comuni sono illustrare nella figura Le transizioni elettroniche più comuni sono illustrare nella figura sottostante. Esse si verificano se nel campione sono presenti sottostante. Esse si verificano se nel campione sono presenti molecole aventi molecole aventi cromoforicromofori, cioè gruppi funzionali in grado di , cioè gruppi funzionali in grado di assorbire la luce, come il gruppo –NOassorbire la luce, come il gruppo –NO22 (nitro), -N (nitro), -N22- (azo), ecc.- (azo), ecc.

Solo le transizioni di elettroni n e Solo le transizioni di elettroni n e hanno energie nel range 200- hanno energie nel range 200-800 nm800 nm

Esempio di spettro UV-visibileEsempio di spettro UV-visibile

Esempio di spettro UV-Esempio di spettro UV-visibile di un’aldeide visibile di un’aldeide insatura. La banda a 395 insatura. La banda a 395 nm rende conto del fatto nm rende conto del fatto che il composto è colorato che il composto è colorato in arancio, colore in arancio, colore complementare rispetto al complementare rispetto al violetto che corrisponde alla violetto che corrisponde alla regione spettrale regione spettrale interessata (~ 400 nm).interessata (~ 400 nm).

Le bande di assorbimento Le bande di assorbimento registrate sono in numero registrate sono in numero minore rispetto all’IR, minore rispetto all’IR, tuttavia è possibile tuttavia è possibile utilizzarle per effettuare utilizzarle per effettuare determinazioni quantitative determinazioni quantitative secondo la legge di secondo la legge di Lambert-BeerLambert-Beer

Tabella dei gruppi cromoforiTabella dei gruppi cromoforiAlcuni esempi di gruppi cromofori con i relativi Alcuni esempi di gruppi cromofori con i relativi coefficienti di estinzione coefficienti di estinzione molaremolare o o assorbività molareassorbività molare ( ())

CromoforoCromoforo EsempioEsempio TransizioneTransizionemax (nm)

SolventeSolvente

C=CC=C EteneEtene * 171171 15.00015.000 EsanoEsano

CC==CC 1-Esino1-Esino * 180180 10.00010.000 EsanoEsano

C=OC=O EtanaleEtanalen * *

290290

180180

1515

10.00010.000EsanoEsano

N=ON=O NitrometanoNitrometanon * *

275275

200200

1717

5.0005.000EtanoloEtanolo

C-X C-X X = Br X = Br

X = IX = I

Metil bromuro Metil bromuro Metil ioduroMetil ioduro

n *n *

205205

255255

200200

360360esanoesano

Applicazioni dell’UV-visibileApplicazioni dell’UV-visibile

• caratterizzazione strutturale di prodotti di sintesicaratterizzazione strutturale di prodotti di sintesi

• monitoraggio di cinetiche di reazionemonitoraggio di cinetiche di reazione

• caratterizzazione della purezza di un composto o di un caratterizzazione della purezza di un composto o di un prodotto naturale (es. olio, vino)prodotto naturale (es. olio, vino)

• determinazione quantitativa di specie di interesse chimico-determinazione quantitativa di specie di interesse chimico-clinico o ambientale (A = clinico o ambientale (A = bC)bC)

• rivelazione in sistemi cromatograficirivelazione in sistemi cromatografici


• tecniche distruttive o non distruttivetecniche distruttive o non distruttive

• si determinano compostisi determinano composti

• si analizzano liquidi, solidi o gassi analizzano liquidi, solidi o gas

• analisi totale o parziale del campioneanalisi totale o parziale del campione


• buona sensibilità (mg/l)buona sensibilità (mg/l)

Tecniche molecolari: RamanTecniche molecolari: Raman

Il campione è irraggiato con luce Il campione è irraggiato con luce monocromaticamonocromatica; le ; le assorbite, aventi energia minore rispetto alla assorbite, aventi energia minore rispetto alla irraggiata, irraggiata, corrispondono ai gruppi funzionali delle molecole, i quali corrispondono ai gruppi funzionali delle molecole, i quali assorbono la differenza di energia per vibrare. A differenza assorbono la differenza di energia per vibrare. A differenza dell’IR, non si misura la luce assorbita ma quella che viene dell’IR, non si misura la luce assorbita ma quella che viene restituita o restituita o diffusadiffusa dai gruppi funzionali dopo dai gruppi funzionali dopo l’assorbimento. La risposta è visibile sotto forma di l’assorbimento. La risposta è visibile sotto forma di spettrospettro

Spettro Raman di Spettro Raman di un pigmentoun pigmento


• tecniche distruttive o non distruttivetecniche distruttive o non distruttive

• si determinano compostisi determinano composti

• si analizzano liquidi, solidi o gassi analizzano liquidi, solidi o gas

• possibili analisi possibili analisi in situin situ

• analisi totale o parziale del campioneanalisi totale o parziale del campione


• buona sensibilitàbuona sensibilità

Fluorescenza a raggi XFluorescenza a raggi X

Il campione è colpito con un fascio di raggi X dalla sorgente. Il campione è colpito con un fascio di raggi X dalla sorgente. Gli elementi presenti localmente vengono eccitati, cioè Gli elementi presenti localmente vengono eccitati, cioè passano ad uno stato energetico superiore, dal quale passano ad uno stato energetico superiore, dal quale decadono istantaneamente emettendo radiazioni X decadono istantaneamente emettendo radiazioni X monocromatiche specifiche per ogni elementomonocromatiche specifiche per ogni elemento

L’intensità delle L’intensità delle radiazioni emesse è radiazioni emesse è correlabile alla correlabile alla concentrazione degli concentrazione degli elementi presenti nel elementi presenti nel campione nel punto campione nel punto irraggiatoirraggiato

La zona irraggiata può La zona irraggiata può essere di 3-100 mmessere di 3-100 mm22


• tecnica non distruttiva o distruttivatecnica non distruttiva o distruttiva

• si determinano elementisi determinano elementi

• si analizzano liquidi, solidisi analizzano liquidi, solidi

• possibilità di analisi possibilità di analisi in situin situ

• buona risoluzione spazialebuona risoluzione spaziale


• sensibilità discretasensibilità discreta

Altre tecniche Altre tecniche spettroscopichespettroscopiche

Esistono altre tecniche di analisi nelle quali si sfrutta Esistono altre tecniche di analisi nelle quali si sfrutta l’interazione della materia con un l’interazione della materia con un campo magneticocampo magnetico e/o con e/o con una una radiazione luminosaradiazione luminosa

Le tecniche principali in questo settore sono due:Le tecniche principali in questo settore sono due:

• la spettrometria di massala spettrometria di massa

• la risonanza magnetica nucleare o NMRla risonanza magnetica nucleare o NMR

Queste tecniche vengono generalmente considerate Queste tecniche vengono generalmente considerate tecniche spettroscopiche al pari di quelle descritte in tecniche spettroscopiche al pari di quelle descritte in precedenzaprecedenza

Spettrometria di massa (MS)Spettrometria di massa (MS)

Nella spettrometria di Nella spettrometria di massa le molecole sono massa le molecole sono trasformate in ioni i quali, trasformate in ioni i quali, attraverso l’interazione con attraverso l’interazione con un campo un campo elettromagnetico, sono elettromagnetico, sono separati e analizzati per separati e analizzati per fornire informazioni sul fornire informazioni sul peso molecolare e la peso molecolare e la struttura della molecola struttura della molecola progenitriceprogenitrice

Esempio di spettri MSEsempio di spettri MS

in questo esempio il campione è costituito da Hin questo esempio il campione è costituito da H22O. O. Attraverso la sorgente si possono formare lo ione Attraverso la sorgente si possono formare lo ione molecolare (Hmolecolare (H22O + e- O + e- H H22OO++ + 2 e + 2 e--) e i frammenti H) e i frammenti H++, O, O++ e e OHOH++

I segnali degli ioni sono I segnali degli ioni sono riportati assegnando allo riportati assegnando allo ione più abbondante il ione più abbondante il 100% e mostrando gli 100% e mostrando gli altri ioni come altri ioni come percentuale di essopercentuale di esso

speciespecie massamassa

HH22OO++ 1818

OHOH++ 1717

OO++ 1616

HH++ 11

Applicazioni della tecnica MSApplicazioni della tecnica MS

Le applicazioni della tecnica MS spaziano in tutti i campi Le applicazioni della tecnica MS spaziano in tutti i campi della scienza. In particolare:della scienza. In particolare:

• analanaliisisi ambientale ambientale (dete (determinazione di composti tossici rminazione di composti tossici come diossine, PCB, PAH, ecc.)come diossine, PCB, PAH, ecc.)

• caratterizzazione di composti di interesse biologico o caratterizzazione di composti di interesse biologico o farmaceutico (macromolecole, prodotti di ingegneria farmaceutico (macromolecole, prodotti di ingegneria genetica, principi attivi, ecc.)genetica, principi attivi, ecc.)

• analisi di materiale di interesse agroalimentare (prodotti analisi di materiale di interesse agroalimentare (prodotti naturali e sintetici, ecc.)naturali e sintetici, ecc.)

• rivelatore per cromatografia, sia GC che LCrivelatore per cromatografia, sia GC che LC

Risonanza Magnetica Nucleare (NMR)Risonanza Magnetica Nucleare (NMR)

Questa tecnica analitica è da ormai Questa tecnica analitica è da ormai 50 anni la più utilizzata nel campo 50 anni la più utilizzata nel campo della caratterizzazione della della caratterizzazione della struttura di sostanze organiche; ha struttura di sostanze organiche; ha buone potenzialità anche in campo buone potenzialità anche in campo inorganicoinorganico

Le caratteristiche tecniche dell’NMR Le caratteristiche tecniche dell’NMR ne fanno però uno strumento da ne fanno però uno strumento da ricerca più che da laboratorio, per ricerca più che da laboratorio, per quanto alcune applicazioni siano quanto alcune applicazioni siano entrate nella routine, per esempio entrate nella routine, per esempio nell’ambito del controllo in campo nell’ambito del controllo in campo alimentarealimentareLa tecnica si basa sull’interazione tra atomi aventi La tecnica si basa sull’interazione tra atomi aventi numero numero di spindi spin non nullo posti in un campo magnetico, e una non nullo posti in un campo magnetico, e una radiazione elettromagnetica nel campo delle radiofrequenzeradiazione elettromagnetica nel campo delle radiofrequenze

Nuclei e numeri di spinNuclei e numeri di spinAlcuni esempi di specie con numero di spin nullo o non nullo Alcuni esempi di specie con numero di spin nullo o non nullo sono riportate nella tabella seguentesono riportate nella tabella seguente

NumerNumeroodi di

protoniprotoni

NumerNumeroodi di

neutronineutroni

NumeroNumerodi di SpinSpin EEsempisempi

paripari paripari 00 1212C, C, 1616O, O, 3232SS

disparidispari paripari 1/21/2 11H, H, 1919F, F, 3131PP

disparidispari paripari 3/23/21111B,B,3535Cl, Cl,

7979BrBrparipari disparidispari 1/21/2 1313CC

paripari disparidispari 3/23/2 127127II

paripari disparidispari 5/25/2 1717OO

disparidispari disparidispari 11 22H, H, 1414NN

NMR-NMR-attivoattivo

nono

sisi

sisi

sisi

sisi

sisi

nono

Schema di uno spettrometro Schema di uno spettrometro NMRNMR

Chemical shift: esempiChemical shift: esempi

Esempio di spettro Esempio di spettro 11H NMRH NMR

acido acido dimetilbenzoicodimetilbenzoico

Esempio di spettro Esempio di spettro 1313C NMRC NMR

Tecniche accoppiateTecniche accoppiate

Le tecniche accoppiate o Le tecniche accoppiate o ifenateifenate (dall’inglese (dall’inglese hyphenhyphen che che indica il trattino di sillabazione) sono costituite indica il trattino di sillabazione) sono costituite dall’interfacciamento di un sistema separativo ad un dall’interfacciamento di un sistema separativo ad un sistema di rivelazione spettroscopicasistema di rivelazione spettroscopica

Questa combinazione sfrutta i vantaggi di entrambi i Questa combinazione sfrutta i vantaggi di entrambi i sistemi:sistemi:

• la parte cromatografica produce frazioni la parte cromatografica produce frazioni purepure di analita di analita

• la parte spettrale fornisce informazioni su un componente la parte spettrale fornisce informazioni su un componente puropuro

Le tecniche ifenate più comuni sono GC-MS ed LC-MS, Le tecniche ifenate più comuni sono GC-MS ed LC-MS, disponibili in versioni commerciali largamente diffuse. Altre disponibili in versioni commerciali largamente diffuse. Altre tecniche sono meno diffuse, es. GC-AES, LC-ICPMS. A parte tecniche sono meno diffuse, es. GC-AES, LC-ICPMS. A parte GC-MS, si tratta normalmente di strumenti disponibili a GC-MS, si tratta normalmente di strumenti disponibili a grandi centri di ricercagrandi centri di ricerca

Informazioni forniteInformazioni fornite

Le grandi potenzialità delle tecniche ifenate sono legate alle Le grandi potenzialità delle tecniche ifenate sono legate alle informazioni strutturali che forniscono sul campioneinformazioni strutturali che forniscono sul campione

• spettri di massaspettri di massa

• determinazione di specie diverse di uno stesso elementodeterminazione di specie diverse di uno stesso elemento

Determinazione di metalliDeterminazione di metalli

Combinazioni possibiliCombinazioni possibili

• step di cleanup della matricestep di cleanup della matrice

• step di preconcentrazionestep di preconcentrazione

• possibilità di studi di speciazionepossibilità di studi di speciazione

Criteri di scelta: separazioneCriteri di scelta: separazioneScelta della fase mobile o del carrierScelta della fase mobile o del carrier

• carrier gassoso (solo per elementi che formano idruri)carrier gassoso (solo per elementi che formano idruri)

• GC-AFSGC-AFS

• IEC-(postcolumn-HG)-AFSIEC-(postcolumn-HG)-AFS

• carrier organico (specie lipofiliche)carrier organico (specie lipofiliche)

• RP-HPLC-FAASRP-HPLC-FAAS

• RP-HPLC-ICP-AES (necessaria desolvatazione)RP-HPLC-ICP-AES (necessaria desolvatazione)

• RP-HPLC-ICP-MS (necessaria desolvatazione)RP-HPLC-ICP-MS (necessaria desolvatazione)

• tamponi (specie ioniche e non ioniche)tamponi (specie ioniche e non ioniche)

• IEC-ICP-MS (solo tamponi < 50 mM)IEC-ICP-MS (solo tamponi < 50 mM)

• Ion pair-RP-HPLC-ICP-AESIon pair-RP-HPLC-ICP-AES

rivelatorrivelatoree

gassosgassosoo

seccosecco acquosoacquoso organicoorganico salinosalino

AFSAFS ++++++ ++++++ XX XX XX

FAASFAAS ++++ ++ ++++++ ++++ ++++

ICP-AESICP-AES ++++ ++++ ++++++ ++ ++++

ICP-MSICP-MS ++++ ++++ ++++++ ++ XX

+++ necessario+++ necessario

++ possibile++ possibile

+ in condizioni + in condizioni specifichespecifiche

X non utilizzabileX non utilizzabile

Criteri di scelta: rivelazioneCriteri di scelta: rivelazione

• in base agli analiti da determinarein base agli analiti da determinare

• As, Se, Hg, Sb As, Se, Hg, Sb AFS AFS

• Cu, Zn, Cr Cu, Zn, Cr FAAS FAAS

• in base alla concentrazionein base alla concentrazione

• elementi maggiori elementi maggiori FAAS FAAS

• tracce tracce AFS, ICP-AES AFS, ICP-AES

• ultratracce ultratracce AFS, ICP-MS AFS, ICP-MS

• il rivelatore deve poter funzionare in modalità continuail rivelatore deve poter funzionare in modalità continua

• il sistema deve generare segnali transientiil sistema deve generare segnali transienti

Speciazione di elementi Speciazione di elementi volatilivolatili

Se, As, Sb, Te, Hg, (Sn) formano idruri volatili Se, As, Sb, Te, Hg, (Sn) formano idruri volatili LC-HG-AFS LC-HG-AFS

Separazione di composti organoarseniciSeparazione di composti organoarsenici

GC-ICP-MSGC-ICP-MS

• solo per elementi che solo per elementi che formano composti formano composti volatilivolatili

• necessita di necessita di derivatizzazione (HG o derivatizzazione (HG o etilazione)etilazione)

• 100 % di campione 100 % di campione introdotto nel detector introdotto nel detector (sensibilità elevata)(sensibilità elevata)

• nessun problema di nessun problema di interfaccia (carrier interfaccia (carrier gassoso!)gassoso!)

Speciazione di organometalliSpeciazione di organometalli

Speciazione di composti Speciazione di composti organostannici (5 ppb)organostannici (5 ppb)

GC-ICP-AESGC-ICP-AES

• meno sensibile di GC-ICPMSmeno sensibile di GC-ICPMS

• interfacciamento sempliceinterfacciamento semplice

• produce uno spettro di emissione per ogni analitaproduce uno spettro di emissione per ogni analita

GC-FTIRGC-FTIR

• può distinguere isomeri può distinguere isomeri strutturali che presentano strutturali che presentano lo stesso spettro di massalo stesso spettro di massa

• fornisce informazioni sulla fornisce informazioni sulla struttura molecolare struttura molecolare anche in assenza di un anche in assenza di un esatto riferimentoesatto riferimento

• limitazione: librerie povere limitazione: librerie povere (poche migliaia di spettri (poche migliaia di spettri contro 250.000 spettri in contro 250.000 spettri in MS), in quanto la maggior MS), in quanto la maggior parte degli spettri è in parte degli spettri è in fase liquida o solida, ma in fase liquida o solida, ma in fase gas sono diversifase gas sono diversi

CE-ICP-MSCE-ICP-MS

• richiede un’interfaccia specialerichiede un’interfaccia speciale

• effetti matrice elevatieffetti matrice elevati

• consumo di campione bassissimo consumo di campione bassissimo (nL)(nL)

• risoluzione eccellenterisoluzione eccellente

Tecniche elettrochimicheTecniche elettrochimiche

Le tecniche elettrochimiche sono rivolte alla determinazione Le tecniche elettrochimiche sono rivolte alla determinazione di specie elettroattive. Si tratta di un gruppo di tecniche con di specie elettroattive. Si tratta di un gruppo di tecniche con ottime prestazioni in termini di sensibilità, versatilità e ottime prestazioni in termini di sensibilità, versatilità e rapporto qualità/costo, ma sono solitamente poste in rapporto qualità/costo, ma sono solitamente poste in secondo piano a causa della difficoltà di comprendere secondo piano a causa della difficoltà di comprendere appieno la teoria che sta alle loro basiappieno la teoria che sta alle loro basi

ClassificazioneClassificazione

Tecniche volumetricheTecniche volumetriche

Saggi qualititativiSaggi qualititativi

Laboratorio di Chimica Analitica Ambientale – a.a. 2004-2005 Panorama sulle principali tecniche...

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