Subiecte APB

CURSUL 1

ANALIZA

ANALIZA CHIMICĂ stabileşte compoziţia chimică a materialelor. ANALIZA CHIMICĂ CALITATIVĂ are ca scop identificarea elementelor constituente ale

probei. ANALIZA CHIMICĂ CANTITATIVĂ determinâ proporţia (concentraţia) componentelor

identificate în etapa anterioară. Analiza chimică poate fi elementară (pe elemente chimice) sau structurală (când se

raportează entităţi chimice reale existente în probele analizate cum sunt moleculele, radicalii, ionii).

Analiza funcţională organică aparţine celei de a doua categorii.

ETAPELE ANALIZEI CHIMICE

Analiza chimică completă parcurge, în general, următoarele etape:

1. formularea problemei analitice (originea materialului, scopul analizei)

2. alegerea metodelor de analiză;

3. recoltarea probelor de material;

4. obţinerea probei reprezentative (prin amestecarea mostrelor recoltate din toată masa materialului, omogenizarea şi reducerea ulterioară a masei);

5. analiza calitativă;

6. analiza cantitativă;

7. prelucrarea datelor şi stabilirea rezultatului;

8. întocmirea buletinului de analiză şi raportarea rezultatelor.

PROBE BIOLOGICE

- Urina- Saliva- Sange- Fecale- Secretii: lacrimal, vaginal, lichid seminal- Tesuturi

TEHNICILE DE ANALIZĂ SI PRINCIPALELE APLICATII

CURSUL 2

BAZELE MASURARII INSTRUMENTALE

Solutie standard/solutie cu probe traductor procesoare de semnal dispozitiv de afisare

SURSA DE CURENT

Traductor – converteste semnalul intr-o forma utilizabila

Procesoare – converteste semnalul intr.-o forma utilizabila

Dispozitiv de afisare – afiseaza semnalul intr-o forma ce poate fi inteleasa de analist

COMPONENTELE DE BAZA ALE UNUI INSTRUMENT

Generator de semnal semnal analitic detector, traductor semnal electric, mecanic , optic procesor de semnal semnal iesire inregistrare

Semnal electric proportional cu concentratia

SAMPLING – proba, monstra – prelevare, conservare, prelucrare

Surse omogene sau heterogene

TIPURI DE PROBE

1. Probe aleatoare2. Probe sistematice3. Probe reprezentative4. Probe mari5. Probe compozite6. Probe de laborator7. Probe de control

PRELEVAREA PROBELOR

Prelevarea este actiunea care consta in luarea unei probe reprezentative in scopul determinarii caracteristicilor acesteia.

Pentru prelevarea probelor se au in vedere trei aspecte:

- Planificarea prelevarii probelor; - Desfasurarea prelevarii probelor; - Controlul calitatii la prelevare.

PROBE DE CONTROL

Probe martor

- trebuie sa fie potrivite pentru monitorizare de-a lungul unei perioade mari de timp; - trebuie sa fie reprezentative pentru matrice si conc. analitului; - concentratia trebuie sa fie in regiunea limitelor valorilor analitice; - trebuie sa fie stabile in timp; - nu trebuie existe schimbari datorate recipientului;

Probe standard

- Pentru a verifica calibrarea; - trebuie sa fie complet independente de solutia de calibrare; - control limitat al preciziei; - control foarte limitat pentru exactitate;

Probe reale

- sunt utilizate pentru diverse analize, pentru obtinerea graficelor;

- control precis si rapid.

Probe reale cu analit

- pentru a realiza alura graficului de control; - detectarea influentei matricei; - este necesar sa se separe graficele de matrice; - daca este posibil pentru verificarea preciziei si exactitatii.

Probe oarbe

- probe care probabil nu contin analit;

Pentru a detectata erorile:

- schimbam reactivul; - sa utilizam un nou amestec de reactivi; - modificam parametrii de lucru ai aparatului.

Probe sintetice

Materiale de referinta

PROBLEME PRACTICE

Din cauza deosebirilor dintre modalitatile, mijloacelor de prelevare si manipulare, se recomanda utilizarea de probe distincte pentru analiza fizica, chimica, microbiologica, biologica si radioactivitatii.

Problemele cele mai frecvent puse la prelevarea probelor:

- adsorbtia in peretii recipientilor; - contaminarea semnificativa a probelor datorita curatarii neadecvate a prelevatorului sau a

recipientului prelevator; - contaminarea probelor din cauza materialului echipamentului de prelevare sau a

recipientului prelevator.

MATERIALE SOLIDE

1. Reprezentativ

2. Sa nu fie mai mare decat este necesar

- precizia ceruta

- neomogenitatea materialului

- marimea granulelor, tesutului etc.

Cantitatea necesara efectuarii analizelor este de cateva grame sau de cateva zeci de grame ?

LICHIDE SI GAZE

1. De obicei sunt suficient de omogene

2. Sunt suficiente probe mici pentru efectuarea masurarilor

3. Adsorbtia poate fi un factor de risc pentru raporturi mari suprafata/volum al flacoanelor in care se tin probele

4. Se vor folosi recipienti din materiale speciale (ex: sticla Duran, PID)

PREPARAREA PROBELOR

Important: tehnica analitica trebuie adaptata la starea de agregare in care se gaseste proba

Trebuie luat in considerare domeniul de concentratie in care se gaseste elementul/ substanta/ produsul de analizat in proba, daca este necesara dilutia sau concentrarea

Trebuie eliminata contributia compusilor nedoriti prin proceduri de mascare, extractie selectiva etc.

SURSE DE ERORI IN PRELEVAREA PROBELOR

Contaminarea probelor (material necorespunzatoare ale echipamentului de prelevare);

Instabilitatea probelor (tipul recipientelor ce pot afecta stabilitatea probelor);

Conservarea incorecta a probelor (alegerea gresita a vaselor si recipientelor de prelevare);

Prelevarea incorecta (devieri de la procedura de prelevare).

PREGATIREA PROBELOR

1. spalarea cu detergent2. inmuierea in acid (24h)

URINA apa 95%, solide dizolvate 4%(uree 2%, alti compusi 2%:anorganici:Cl, Na, K, Ca, Mg, NH3; organici:acid uric, creatinina)

SALIVA : Densitatea de saliva este de aproximativ 1,002-1,012 g / cm3

Saliva umana este formata din:

- 99% apa, - compuși organici - și anorganici și gaze.

CURSUL 3

CURSUL 4 CURSUL 5

METODE ELECTROANALITICE

ELECTRODUL – senzor cu rol de a converti semnalul de intrare (semnal de excitare a sistemului electrochimic) intr-un semnal masurabil pe o scala (semnal de raspuns al sist. electrochimic)

In functie de natura semnalului de raspuns (de iesire) se deosebesc 3 mari cat. de senzori electrochimici:

- senzori potentiometrici; (ex electrozi cu membrana de sticla)

- senzori amperometrici;

- senzori conductometrici;

CARACTERISTICILE SENZORILOR ELECTROCHIMICI

Functia de transfer = Reprezinta expresia matemática dintre semnalul de intrare si el de iesire al senzorului. Ex relatia lui Nerst sau Ilkovik

Sensibilitatea = expresia matematica a derivatei functiei de transfer

Selectivitatea = reprezinta abilitatea unui senzor de a extrage selectiv analitul sau o clasa de analiti si de a discrimina speciile interferente care raspund la un anumit semnal de excitare.

Domeniul de raspuns

Timpul de raspuns = reprezinta timpul neceasr pentru ca tensiunea celulei electrochimice sa ajunga la 1 mV din valorea tensiunii de echilibru;

Gradul de participare al senzorului Siguranta in exploatare Economicitate Limita de detectie = concentratia minima pe care senzorul o poate semnala

POTENTIOMETRIE = tehnica electrochimica ce are la baza masurarea tensiunii electromotoare a celulei elctrochimice fata de electrodul indicator si de referinta

CELULA ELECTROCHIMICA = unul sau mai multi electroz (standard si de referinta), sol probelor de analizat, aparatul de masura

Electrozii se clasifica in – electrozi de standard (standard)

- electrozi de referinta

CURSUL 6 CURSUL 7 CURSUL 8

Surse de excitare: flacara, arc, scanteie, descarcare aureolara, plasma sau laser

Aparatura:

- Sistem de dispersie: prisma, retea, sau ambele- Sistem de receptie, masurare si inregistrare: fotomultiplicatori, fotodetectori, amplificatori,

placa de achizitie, caculator- Sistem optic de fante, fibre din sticla si lentile care asegura traiectoria razelor de lumina

ANALIZA CHIMICA CALITATIVA

Identificarea componentului major,

identificarea impuritatilor

si analiza completa.

Semnificatia calitativa a liniei spectrale o da lungimea de unda.

Etalon – spectrul Fe -5000 de linii

Substanta - etalon intern (martorul) trebuie sa îndeplineasca câteva conditii:

sa aiba o concentratie constanta în proba (etaloane),

sa se excite în aceleasi conditii cu substanta analizata,

sa aiba o comportare identica la evaporare,

sa aiba o puritate mare,

sa prezinte o autoabsorbtie mica,

sa nu fie continuta în esantionul de analizat.

Intr-o analiza calitativa, se identifica elementul major se trece la identificarea elementelor minore,

respectiv a urmelor, prin comparatie cu cel major.

PRIN ANALIZA CANTITATIVA se determina de regula elementele minore, respectiv elementele în urme, elementul major calculându-se prin diferenta, etalon intern chiar elementul major.

elementul major are o concentratie practic constanta.

Elementul din etalonul intern respecta o ecuatie log I = f(log C) analoga cu cel de analizat.

CURSUL9 CURSUL 10 CURSUL 11

Dispozitiv analitic care foloseste o reactie biologica sau o molecula biochimica pentru detectarea analitului si converteste un raspuns biologic intr-un semnal procesabil si cuantificabil.

DEFINITA CURENTA

Un senzor care integreaza un element biologic cu un traductor fizico-chimice pentru a produce un semnal electronic proportional pentru un singur analit care este apoi transportat la un detector .

BIOSENZOR

Dispozitiv detectie analit care combina un component biologic cu un detector fizicochimic.

Componenta: - alcatuit din 3 parti

1. un element biologic sensibil – material biologic ex: tesuturi, microorganism, celule receptoare, enzime, acizi nucleici, anticorpi, acizi nucleici, material care imita un produs viu

2. traductor

3. detector- functioneaza intr-un mod fizicochimic, optic, piezoelectric, electrochimic, termometric, sau magnetic.

TRADUCTORI

Trebuie sa converteasca în marimi electrice parametri generali ca:

- entalpia de reactie (termistorul), - modificari ale masei depuse (cristal piezoelectric),

- grosimi ale unor straturi transparente (dispozitive optoelectronice),- concentratii de substante sau ioni (traductoare ISE).

CURSUL 12

FIA – analiza prin injectie in flux

SIA – analiza prin injectie secventionala

FIA – DEFINITII

Definitia (academica): informatiile furnizate de un gradient de concentratie format intr.-o zona injectata, bine definita a fluxului, dispersat intr.-un curent continuu, nesegmentat al unui purtator

Definitia (practica): o tehnologie analítica simpla si multivalenta pentru analize chimice umede bsi multivalenta pentru analize chimice umede si automatizate, bazata pe manipularea fizica si chimica a unei probe dispersate intr-o zona, fluid si detectat in aval.

COMPONENTE FIA:

1. Pompa2. Detector3. Valva de injectie4. Tub ingust, perforat

Atribute:

- principii fundamentale usor de inteles si de implementat

- aparate si instrumente usor de asamblat si manipulat

- automatizare manuala a multor procese analitice chimice umede

DETERMINAREA CINETICA

Cea mai importante característica

ETAPELE FIA

1. Prepararea probelor: proba este masurata si injectata in curentul purtator fluid – prin valve de injectie

CAlitatile unei valve:

-precizie

-schimbarea rápida a sensului

-limita de presiune (cca. 100psi)

-abilitatea de a injecta volumen mici de proba

2. Procesarea probei – etapa cheie: transformarea analitului intr.-o specie masurabila de detector, a carei concentratie poate fi manipulata intr-un interval comparabil cu detectorul

Dilutia:

- dispersia

- dilutia electrónica

- prepararea pe zone

- camera cu gradient

- dispozitive de prepararea membranelor (MSD)

3. Detectia: analitul genereaza un pic-semnal, folosit pentru a cuantifica compusul care trebuie determinat

TIPURI DE MEMBRANE

1. Membrane poroase – transportul de masa are loc prin difuzia analitului prin pori. Se folosesc membrane cu analiti volatili: NH3, H2S si HCN

2. Membrane neporoase – analitul se dizolva in membrana si difuzeaza prin structura peretelui, pana la curentul receptor. Conditie: analitul trebuie sa aiba o solubilitate mai mare in curentul receptor decat in membrana. Tip de membrana:cauciucul siliconic.

3. Membrana ionice – transportul ionic misca analitul de-a lungul membranei. Membrana cea mai des folosita este NAFION (polimer-perfluoro-hidrocarbonat cu grupe de acid sulfonic), care transporta cationii mici, monovalenti:NH4

+ si H+

AVANTAJELE SIA

- Cantitatea de reactiv folosit este redusa drastic- Varietatea de debite este simpla si robusta, incluzand o pompa, o valva de selectie si un

detector conectat printr-un tub- Componentele utilizate in SIA se preteaza la operatii de laboratoe, camp de lucru si procese

de fabricare- Valva de selectie inlocuieste valva de injectie si asegura selectia diferitilor curenti de proba

si calibranti, acest lucru facand posibila folosirea unor metode automatizate de calibrare

PROCES BIOANALITIC

Obținerea probei

Pregatirea probei

Aplicarea metodei de analiza

Obținerea datelor legate de greutatea sau volumul probei

pregatite

Prepararea soluțiilor standard ale analitului sau a altor

substanțe care vor reacționa cu analitul

Standardizarea soluțiilor sau calibrarea echipamentului

Obținerea datelor experimentale

Prelucrarea datelor

Raportarea rezultatelor

PARAMETRII ESENTIALI AI VALIDARII

- Exactitatea- Precizia- Liniaritatea- Elefctul de matrice- Specificitatea- Integritatea- Reproductibilitatea- robustetea