1., Előadások látogatása ajánlott 2., Gyakorlatokkal kapcsolatos előírások és balesetvédelem megbeszélése:
pénteken 7-én 1300-kor K2 terem. MEGJELENÉS KÖTELEZŐ
3., Ajánlott könyvek a felkészüléshez: (i) POKOL GYÖRGY, GYURCSÁNYI E. RÓBERT,SIMON ANDRÁS, BEZÚR LÁSZLÓ, HORVAI GYÖRGY, HORVÁTH VIOLA,DUDÁS KATALIN MÁRIA ANALITIKAI KÉMIA
Budapesti Mûszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar, Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszék http://www.tankonyvtar.hu/hu/tartalom/tamop425/0028_PokolGy_Analitikai-kemia/adatok.html (ii) LÁSZAY GYÖRGYNÉ – FODOR MARIETTA
ÉLELMISZER-ANALITIKA I, és ÉLELMISZER-ANALITIKA GYAKORLAT I.
NAKVI, Középfokú agrárszakképzés tankönyve, 3. kiadás 2013 (iii) Gyakorlathoz felkészülést segítő kérdések http://alkalmazottkemia.uni-corvinus.hu – képzések/letölthető oktatási segédanyagok (iv) Írásbeli vizsgához tételsor http://alkalmazottkemia.uni-corvinus.hu – képzések/letölthető oktatási segédanyagok
Minta – mintavétel – minta-előkészítés
Mintavétel általános alapelvei: Mintavételi stratégia, terv Mintavétel célja Átlagösszetétel meghatározása (tér, idő) Fő-, mellék-, nyomelem, speciáció meghat. (ppm, ppb, ppt) Teljes, vagy részleges analízis A mintavétel hibája később nem korrigálható! Rossz mintavétel esetén a mérést nem szabad folytatni A minta csak látszólag homogén Reprezentatív mintavétel
Mintavételi terv összeállításának szempontjai: 1.,Minta minősége: illékony, fényérzékeny, hőérzékeny, reaktív, mikrobiológiailag instabil 2., Analitika célja: mit szeretnék meghatározni és miért 3., Analitikai módszer kiválasztása – validált módszer, teljesítményjellemzők 4., Minta-előkészítés módja 5., Szükséges mintamennyiség (párhuzamos mérések, vakminta, ellenminta) 6., Mintavételi szabvány: EU szabványok 7., Mintavételi eszközök: - megfelelő méret = megfelelő mintamennyiség - nem szennyezi a mintát - nem lép reakcióba a mintával 8., Minta jelölése– mintavételi napló, mintaszám, jelölés módja (tér, idő) 9., Minta tárolása – hűtés (kell? Tilos?) - kémiai stabilitás (kell-e savanyítani?)
Végső Dr. Fodor Marietta
cél: REPREZENTATÍV MINTA
Mintavétel módja Végrehajtás szempontjából: manuális - automatikus szakaszos – időszakos – folyamatos Végrehajtás célja szempontjából: statisztikusan – szúrópróbaszerűen = eredménye „pszeudo-átlag minta” – véletlenszerű (random): egyforma részletek, – rétegminta vétel, – szisztematikus: pl. idő, tömeg, térfogat szerint vett m általános ellenőrzés szelektíven; konkrét problémára vizsgálni az objektum egy részletének vizsgálatára alkalmas minta vétele (lokális, pillanatn
Dr. Fodor Marietta
Gáz mintából „malac” folyadék mintából Szilárd mintából „szúrcsap”
Mintavétel negyedeléssel
Korszerű mintavevő PET palack
Minta-előkészítés műveletei Fizikai műveletek o mérlegelés, o keverés, homogenizálás, o törzsoldat-készítés, o hígítás, koncentrálás, tisztítás, o bepárlás, szárítás, o extrakció: folyadék-szilárd, folyadék-folyadék, szilárd-folyadék, o szűrés, centrifugálás Kémiai műveletek o pH-beállítás, o kivonat készítés, o feltárás, o reagens hozzáadás, o kicsapás, o származék készítés, o ioncsere
Dr. Fodor Marietta
Feloldás (mindig a gyengébb oldószerrel kezd) Similis simili gaudet: Hasonló a hasonlónak örül. Oldószer: víz, HCl, híg HNO3, HCl+HNO3, HNO3+H2O2, lúgos ömlesztés Feltárás/feloldás hatékonyságának növelése: Hőmérséklet Nyomás Mikrohullám Kioldás: extrakció Oldhatóság különbségen alapuló elválasztás Elválasztás: desztilláció Forráspont-különbségen alapuló elválasztás Szétválasztás: kromatográfia Vándorlási sebesség-különbségen alapuló elválasztás
Dr. Fodor Marietta
Teflonbombás feltárás
EXTRAKCIÓ Oldhatóság különbségen alapuló elválasztás Fogalmak: extraháló szer = kivonó szer extraktum = kivont anyag + extraháló szer raffinátum = eredeti közeg + maradék komponens Csoportosítás - hőmérséklet alapján (hideg = macerálás, meleg = digerálás) - fázis alapján (miből/mivel) szilárd/szilárd szilárd/folyadék = kilúgozás, szorpciós extrakció szilárd/légnemű = szuperkritikus extrakció folyadék/folyadék = szolvens extrakció Célja: - elválasztás - tisztítás - dúsítás
Dr. Fodor Marietta
EREDMÉNYEK MEGBÍZHATÓSÁGA Megbízhatóság = független, ismételt vizsgálatok egyezése = szórás Mérési eredmény befolyásoló tényezők σ hibák Analitikai eredmény = valódi érték + hiba Rendszeres hiba Véletlen hiba Rendszeres hiba típusai: Eszközhiba, emberi hiba, módszeres hiba - módszer saját hibája - csepphiba - indikátorhiba 1., Összefüggés a valódi értékkel 2., Összefüggés a kísérő anyagok koncentrációjával
•Véletlen hibák Hatásukat az eredmények szórása jelzi Valószínűség számítás, matematikai statisztika Példa: a hőmérséklet befolyásolja a pH-t -minimális ingadozása mindig van, ez véletlen hiba -a mért pH érték mellé a T feltüntetése = rendszeres hiba Mértéke, előjele nem jósolható •Zaj Detektortól, más elektronikai résztől származó időszakos jelingadozás (ezt is a szórással jellemezzük) •Háttér A zaj és a mért jelnek a mérendő komponens távollétében mérhető állandó része. Sok esetben a vakmintával közelíthető Maximális jel/zaj viszonyra törekszünk VAK MINTA Minta nélküli oldat, minden olyan vegyületet tartalmaz, amelyet a minta mérésénél is felhasználunk. •Stabilitás A válaszjel hosszútávú ingadozása. Max-min/átlag arányban adják meg
ANALITIKAI MÓDSZEREK ÉRVÉNYESÍTÉSE ⇒ VALIDÁLÁSA
A módszervalidálás egy eljárás, amiben megfogalmazzuk az analitikai feladat követelményeit és igazoljuk, hogy a vizsgált módszer rendelkezik azokkal a teljesítményjellemzőkkel, amit az adott alkalmazás megkövetel. A validálás során a módszeralkalmasság (Fitness to Purpose of Analytical Method) komplex értékelése kell megtörténjen. A jó laboratóriumi gyakorlat: good laboratory practice=GLP jó módszer – módszerek helyes megválasztása, ellenőrzés technikai, szervezeti háttér: személyzet, labor, biztonság, minták kezelése (azonosítás, tárolás, nyilvántartás), műszerek karbantartása – megvalósítás körülményei szakmai területenként gyógyszergyártáshoz kapcsolódó validálási szabályok: ICH Harmonised Tripatite Guideline International Conference on Harmonisation of Technical Requrements for Registration of Pharmaceuticals for Human Use (1996) Validálási ajánlás analitikai módszerek validálása, kémiai laboratóriumokban: The Fittnes for Purpose of Analitical Methods A Laboratory Guide to Method Validation and Related Topics (ld. EURACHEM honlap) EURACHEM Working Group ( A laboratóriumok minőségbiztosításának európai szervezete) analitikai módszerek validálása: Harmonized Guidelines for Single Laboratory Validation of Methods of Analysis IUPAC Technical Report (A kémikusok nemzetközi szervezete)
TELJESÍTMÉNYJELLEMZŐK meghatározása
Teljesítményjellemzők: 1., Azonosság, szelektivitás, specifikusság 2., Kimutatási határ 3., Mérési/meghatározási határ 4., Mérési tartomány 5., Analitikai függvény/kiértékelő függvény jellemzése linearitás vizsgálat Nem lineáris fgv. Illeszkedésének vizsgálata 6., Helyesség, pontosság 7., Precizitás (ismételhetőség, reprodukálhatóság) 8., Mérési bizonytalanság 9., Robusztusság SZELEKTIVITÁS, SPECIFICITÁS, AZONOSSÁG (Selectivity, specifity, identity) Milyen mértékben képes a módszer a kívánt alkotó meghatározására egyéb zavaró hatások mellett. Az a módszer, amely a meghatározandó alkotóra szelektív, specifikusnak nevezzük. specifikus = csak egy komponenst mér szelektív = több komponenst is mér, de a komponenseket megkülönbözteti Azonosság: a jel csak a meghatározandó anyagtól származik, nem valami ahhoz fizikailag vagy kémiailag hasonló anyagtól
KIMUTATÁSI HATÁR (Limit of Detection, LoD; Detection Limit, DL; cL , mL) Az a legkisebb koncentrációja a mért alkotóknak, amely az adott módszerrel még jól megkülönböztethető a vak mintától – mennyiségileg már nem meghatározható Értéke függ a mátrixtól! MÉRÉSI HATÁR (Limit of Quatitation, LoQ) A mennyiségi meghatározás határa vagy meghatározási határ (LoQ) az a legkisebb koncentráció, amelynél egy adott, elfogadható ismétlőképesség (RSD %), és helyesség érhető el a módszerrel. Az a legkisebb koncentrációja a mért alkotóknak, amely még elfogadható megbízhatósággal határozható meg MÉRÉSI TARTOMÁNY (Range) A komponens koncentrációjának az a tartománya, melyben a helyesség és precizitás megfelelő. Alsó határa a mérési határ (LoQ), felső határát az érzékenység és a szórás arányának alakulása szabja meg. A mérési tartomány jellemzően a mintaoldat koncentrációra vonatkozik nem a mintakoncentrációra (szilárd minta, törzsoldat).
Dr. Fodor Marietta
ANALITIKAI FÜGGVÉNY/KIÉRTÉKELŐ FÜGGVÉNY JELLEMZÉSE A mérési tartományon belül lehet egy lineáris tartomány, ahol a cA– jel függvény lineáris, amit a mérési tartomány vizsgálata során határolunk be. Az elemző görbe milyen megbízhatósággal egyenes Linearitás ellenőrzésére: - regresszió számítás, (R) megadása nem elégséges. (R) nem nagyon alkalmas, nem jelez elég érzékenyen; - az „illesztés jóságának vizsgálata” szükséges (kalibráció vizuális ellenőrzése) - a rezidumok vizuális értékelése; - objektív statisztikai tesztek, F-próba
A helyesség vizsgálatának főbb módszerei: (1) Hiteles v. tanúsított referencia minták vizsgálata (CRM, SRM, RM) (2) Összevetés független módszerrel (3) Összevetés ismert helyességű módszerrel (4) Interkalibrációs vizsgálatok, körvizsgálatok (5) Visszanyerés vizsgálat standard anyag addíciójával A módszerek alapvetően abban különböznek, hogyan nyerjük a referencia értéket (xref)
MEGBÍZHATÓSÁG, PRECIZITÁS (Precision) A véletlen hibákkal van összefüggésben. A módszer annál precízebb, minél jobban megegyeznek az azonos mintából kapott eredmények A precizitás az azonos, homogén minták mérése közti különbséget fejezi ki. Jellemző értékként a mérések szórását használják Precíz, de pontatlan Pontos, de nem precíz
NEM pontos, NEM precíz
Pontos, ÉS precíz
Dr. Fodor Marietta
ISMÉTELHETŐSÉG (REPEATIBILITY) Precizitás ismételhető körülményekkel: azonos labor, módszer, műszer, vegyszerek, emberek REPRODUKÁLHATÓSÁG (Reproducibility) Precizitás reprodukálható körülményekkel: azonos módszer, DE eltérő labor, műszer, vegyszerek, emberek ROBUSZTUSSÁG (Robustness) Azt mutatja meg, hogy a módszer mennyire tűri a zavaró hatásokat; a mérési paraméterek (pl. pH, ionerősség, hőmérséklet stb.) megváltoztatása mennyire befolyásolja a kapott jel nagyságát A robosztusság vizsgálat az egyes lépések során bekövetkező véletlen ingadozások szerepét vizsgálja a pontosságra, ismétlőképességre, visszanyerésre, a módszert jellemző egyéb paraméterekre (felbontás stb.) Célja, hogy megismerjük a vizsgálat kritikus lépéseit, a kritikus faktorokat és ezt az ismeretet felhasználjuk a módszer javítására, helyes alkalmazására