ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΜΙΤΟΞΑΝΤΡΟΝΗΣ ΣΕ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΑ ΣΚΕΥΑΣΜΑΤΑ ΜΕ ΤΗΝ ΤΕΧΝΙΚΗ ΤΗΣ ΤΡΙΧΟΕΙΔΟΥΣ ΗΛΕΚΤΡΟΦΟΡΗΣΗΣ

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΜΙΤΟΞΑΝΤΡΟΝΗΣ ΣΕ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΑ ΣΚΕΥΑΣΜΑΤΑ ΜΕ ΤΗΝ ΤΕΧΝΙΚΗ ΤΗΣ ΤΡΙΧΟΕΙΔΟΥΣ ΗΛΕΚΤΡΟΦΟΡΗΣΗΣ"

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΕΙΑΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΜΙΤΟΞΑΝΤΡΟΝΗΣ ΣΕ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΑ ΣΚΕΥΑΣΜΑΤΑ ΜΕ ΤΗΝ ΤΕΧΝΙΚΗ ΤΗΣ ΤΡΙΧΟΕΙΔΟΥΣ ΗΛΕΚΤΡΟΦΟΡΗΣΗΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΦΩΤΕΙΝΗΣ Σ. ΚΙΚΑ ΧΗΜΙΚΟΥ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2007

2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. ΤΡΙΧΟΕΙΔΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΦΟΡΗΣΗ Εισαγωγή Ηλεκτροφορητική ευκινησία Ηλεκτροωσμωτική ροή Ευκινησία και χρόνος μετατόπισης Αναλυτικές παράμετροι Διασπορά Διαχωριστική ικανότητα Πλεονεκτήματα της τριχοειδούς ηλεκτροφόρησης Μειονεκτήματα της τριχοειδούς ηλεκτροφόρησης ΕΙΔΗ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ ΣΤΗΝ ΤΡΙΧΟΕΙΔΗ ΗΛΕΚΤΡΟΦΟΡΗΣΗ Τριχοειδής ηλεκτροφόρηση ζωνών (CZE) Εκλεκτικότητα και χρήση προσθέτων ουσιών Επιλογή ρυθμιστικού διαλύματος Επιλογή τιμής ph Προσθήκη τασενεργών ενώσεων Θερμοκρασία Διαχωρισμός εναντιομερών ενώσεων Ηλεκτροκινητική χρωματογραφία μικυλλίων (MEKC) Τριχοειδής ηλεκτροφόρηση πηκτής (CGE) Τριχοειδής ισοηλεκτρική εστίαση (CIEF) Ισοταχοφόρηση (ΙΤΡ) Τριχοειδής ηλεκτροχρωματογραφία (CEC) ΟΡΓΑΝΟΛΟΓΙΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΤΡΙΧΟΕΙΔΟΥΣ ΗΛΕΚΤΡΟΦΟΡΗΣΗΣ Σύστημα εισαγωγής δείγματος Σύστημα διαχωρισμού στην τριχοειδή ηλεκτροφόρηση Σύστημα ανίχνευσης Σύστημα καταγραφής ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΤΡΙΧΟΕΙΔΟΥΣ ΗΛΕΚΤΡΟΦΟΡΗΣΗΣ 43

3 5. ΓΕΝΙΚΑ ΓΙΑ ΤΗ ΜΙΤΟΞΑΝΤΡΟΝΗ ΜΕΘΟΔΟΙ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΥ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΟΡΓΑΝΟΛΟΓΙΑ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΙΑ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΜΙΤΟΞΑΝΤΡΟΝΗΣ ΣΕ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΑ ΣΚΕΥΑΣΜΑΤΑ ΜΕ ΤΗΝ ΤΕΧΝΙΚΗ ΤΗΣ ΤΡΙΧΟΕΙΔΟΥΣ ΗΛΕΚΤΡΟΦΟΡΗΣΗΣ Προκαταρκτικά πειράματα Μελέτη παραμέτρων προσδιορισμού Επίδραση του κλάσματος όγκου του διαλύματος ακετονιτριλίου Επίδραση της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου Επίδραση της θερμοκρασίας Επίδραση του όγκου του δείγματος Ανάλυση με την τριχοειδή ηλεκτροφόρηση Αναλυτικά χαρακτηριστικά της μεθόδου Επικύρωση της μεθόδου Εκλεκτικότητα Ακρίβεια Επαναληπτικότητα κατά τη διάρκεια της ίδιας ημέρας και κατά τη διάρκεια διαδοχικών ημερών Ευρωστία Προκατεργασία δείγματος Προσδιορισμός της μιτοξαντρόνης σε φαρμακευτικό σκεύασμα ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 79

4 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η εργασία αυτή πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια της διπλωματικής εργασίας του μεταπτυχιακού προγράμματος σπουδών με έμφαση στην «Προχωρημένη Χημική Ανάλυση». Η εργασία περιγράφει, για πρώτη φορά, τον προσδιορισμό της μιτοξανθρόνης σε φαρμακευτικά σκευάσματα με την τεχνική της τριχοειδούς ηλεκτροφόρησης. Έχει αποδειχθεί πειραματικά ότι η μιτοξανθρόνη παρουσιάζει έντονη αντικαρκινική δράση. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ανοσοκατασταλτικό φάρμακο για την καταπολέμηση της λευχαιμίας, του καρκίνου του μαστού και του λεμφώματος. Κλινικές μελέτες απέδειξαν ότι η μιτοξαντρόνη είναι γενικώς αποδεκτή από τον ανθρώπινο οργανισμό, αλλά όταν η συγκέντρωσή της ξεπεράσει το ανώτατο επιτρεπτό όριο προκαλούνται ναυτία, εμετός, αλωπεκίαση και σε ακραίες περιπτώσεις καρδιακά επεισόδια. Έχει αναφερθεί ότι η χρήση της σχετίζεται με την εμφάνιση καρδιακών επεισοδίων σε ποσοστό 3% σε ενήλικες και 6% σε παιδιά. Γι αυτό το λόγο είναι απαραίτητος ο έλεγχος των επιπέδων συγκεντρώσεών της και η διασφάλιση της ποιότητας φαρμακευτικών σκευασμάτων που περιέχουν τη μιτοξανθρόνη ως ενεργό συστατικό. Η τεχνική της τριχοειδούς ηλεκτροφόρησης (Capillary Electrophoresis CE) αποτελεί μια αρκετά διαδεδομένη τεχνική. Επιτρέπει το γρήγορο και αποτελεσματικό διαχωρισμό φορτισμένων, αλλά και ουδέτερων ενώσεων, με εφαρμογή ηλεκτρικού πεδίου. Το χαμηλό κόστος λειτουργίας, η ελάχιστη ποσότητα κατανάλωσης δειγμάτων και αντιδραστηρίων και, συνεπώς, ο μειωμένος παραγόμενος όγκος αποβλήτων, η δυνατότητα πλήρους αυτοματοποίησης, ο σύντομος χρόνος ανάλυσης, η υψηλή διαχωριστική ικανότητα, η δυνατότητα ανίχνευσης των συστατικών πάνω στον τριχοειδή σωλήνα και η χρήση υδατικών διαλυμάτων είναι χαρακτηριστικά που την έχουν ξεχωρίσει από τις ήδη υπάρχουσες διαχωριστικές τεχνικές της χημικής ανάλυσης. Η μεταπτυχιακή εργασία αποτελείται από δύο αυτοτελή μέρη: το θεωρητικό και το πειραματικό μέρος. Στο πρώτο μέρος της εργασίας, στο κεφάλαιο 1 αναπτύσσεται το θεωρητικό υπόβαθρο της τεχνικής της τριχοειδούς ηλεκτροφόρησης και αναφέρονται τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά της. Στο κεφάλαιο 2 αναπτύσσονται τα διάφορα είδη διαχωρισμού της τεχνικής και στο κεφάλαιο 3 η λεπτομερής οργανολογική διάταξη της τριχοειδούς ηλεκτροφόρησης. Τέλος, στο κεφάλαιο 4 αναφέρονται οι πολυάριθμες εφαρμογές της τεχνικής αυτής και γίνεται ειδική μνεία στη συμβολή της στη φαρμακευτική ανάλυση. Στο δεύτερο μέρος της εργασίας, αρχικά αναφέρονται γενικά στοιχεία και πραγματοποιείται εκτενώς βιβλιογραφική επισκόπηση για την προσδιοριζόμενη

5 ένωση, ενώ στη συνέχεια περιγράφονται αναλυτικά όλα τα πειραματικά στάδια της μελέτης αυτής και αναλύονται τα αποτελέσματα. Παράμετροι, όπως το ph, η συγκέντρωση του ρυθμιστικού διαλύματος, η ένταση του εφαρμοζόμενου ηλεκτρικού πεδίου, η θερμοκρασία και ο χρόνος έγχυσης μελετήθηκαν και επιλέχθηκαν οι βέλτιστες τιμές. Η ανίχνευση πραγματοποιήθηκε στην περιοχή του υπεριώδους και συγκεκριμένα στα 242nm. Η μέθοδος εφαρμόστηκε με επιτυχία για τον προσδιορισμό της μιτοξανθρόνης σε φαρμακευτικά σκευάσματα. Τέλος, ανακεφαλαιώνονται όλα τα δεδομένα της εργασίας και διατυπώνονται γενικά συμπεράσματα που προκύπτουν απ αυτήν. Το πειραματικό μέρος της μεταπτυχιακής εργασίας πραγματοποιήθηκε στο Εργαστήριο Αναλυτικής Χημείας, του Τμήματος Χημείας, της Σχολής Θετικών Επιστημών, του Α.Π.Θ., κατά την ακαδημαϊκή περίοδο Η υπόδειξη του θέματος της μεταπτυχιακής εργασίας έγινε από τον Καθηγητή κ. Αναστάσιο Βουλγαρόπουλο, ο οποίος είχε και την επίβλεψή της. Τον ευχαριστώ θερμά για τη συνεχή επιστημονική καθοδήγηση, την άψογη συνεργασία και το αμείωτο ενδιαφέρον του σε όλη την πορεία της εργασίας. Επίσης, ευχαριστώ θερμά τα δύο άλλα μέλη της Τριμελούς Επιτροπής, την αναπληρώτρια καθηγήτρια κα Αναστασία Ζώτου και τον επίκουρο καθηγητή κο Νικόλαο Ράικο για τις επικοδομητικές συζητήσεις που είχα μαζί τους. Αισθάνομαι επίσης την ανάγκη να ευχαριστήσω θερμά τον επίκουρο καθηγητή κο Γεώργιο Θεοδωρίδη για την παραχώρηση του συστήματος της τριχοειδούς ηλεκτρόφορησης και τον διδάκτορα του Τμήματος Χημείας κο Κωνσταντίνο Ζαχαρή για τις σημαντικές υποδείξεις του και την πολύτιμη βοήθειά του, ιδιαίτερα σε ζητήματα οργανολογικής φύσεως. Τέλος, δεν θα ήθελα να παραλείψω να εκφράσω την ευγνωμοσύνη μου στην οικογένεια μου για την αμέριστη ηθική συμπαράστασή τους. Φωτεινή Κίκα Θεσσαλονίκη, Ιούνιος 2007

6 Στα άτομα που ήταν πάντα δίπλα μου

7 ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ

8 1. ΤΡΙΧΟΕΙΔΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΦΟΡΗΣΗ Εισαγωγή Η τριχοειδής ηλεκτροφόρηση (capillary electrophoresis, CE) είναι σχετικά νέα τεχνική, η οποία επιτρέπει το γρήγορο και αποτελεσματικό διαχωρισμό φορτισμένων ενώσεων με εφαρμογή δυναμικού. Η πρώτη εμφάνιση της τεχνικής αυτής, με τη διάταξη που είναι γνωστή ως σήμερα, έγινε το 1981 από τους ερευνητές Jorgenson και Lukacs [1]. Ωστόσο, ο όρος «ηλεκτροφόρηση» εισήχθη το 1897 από τον F. Kohlrausch. Η ηλεκτροφόρηση είναι ουσιαστικά η κίνηση των ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων ή ενώσεων μέσα σε ένα ηλεκτρικά αγώγιμο μέσο, συνήθως υδατικό διάλυμα, κάτω από την επίδραση ηλεκτρικού πεδίου. Η ηλεκτροφόρηση πραγματοποιείται σε τριχοειδείς σωλήνες, με εσωτερική διάμετρο που κυμαίνεται στο εύρος 25 έως 100 μm, οι οποίοι πληρώνονται μόνο με ρυθμιστικό διάλυμα. H εφαρμογή υψηλών ηλεκτρικών πεδίων έχει ως αποτέλεσμα τον μικρό χρόνο ανάλυσης και την υψηλή απόδοση και διαχωριστική ικανότητα. Η καλή διαχωριστική ικανότητα (αριθμός θεωρητικών πλακών > 10 5 ) οφείλεται στην ηλεκτροωσμωτική ροή, ένα ηλεκτροφορητικό φαινόμενο, η οποία καθιστά εφικτό τον διαχωρισμό πολλών συστατικών ανεξάρτητα από το φορτίο τους. Σωματίδια ή ενώσεις διαφορετικού μεγέθους ή φορτίου κινούνται με διαφορετικές ταχύτητες. Το γεγονός αυτό αποτελεί και τη βάση των ηλεκτροφορητικών μεθόδων διαχωρισμού. Η τεχνική της τριχοειδούς ηλεκτροφόρησης διακρίνεται σε διάφορες κατηγορίες ανάλογα με το μηχανισμό ή το μέσο στο οποίο επιτυγχάνεται ο διαχωρισμός. Έτσι ταξινομείται στην: 1. Τριχοειδή ηλεκτροφόρηση ζωνών (capillary zone electrophoresis, CZE) 2. Τριχοειδή ηλεκτροφόρηση πηκτής (capillary gel electrophoresis, CGE) 3. Τριχοειδή ηλεκτροκινητική χρωματογραφία μικυλλίων (micellar electrokinetic capillary chromatography, MEKC ή MECC) 4. Τριχοειδή ηλεκτροχρωματογραφία (capillary electrochromatography, CEC) 5. Τριχοειδή ισοηλεκτρική εστίαση (capillary isoelectric focusing, CIEF) 1

9 Τριχοειδής Ηλεκτροφόρηση 6. Τριχοειδή ισοταχοφόρηση (capillary isotachophoresis, CITP) Ηλεκτροφορητική ευκινησία Ο διαχωρισμός των φορτισμένων συστατικών βασίζεται στις διαφορετικές ταχύτητες τους μέσα στο ηλεκτρικό πεδίο. Η ταχύτητα του κάθε συστατικού είναι ανάλογη του εφαρμοζόμενου ηλεκτρικού πεδίου και αποδίδεται από τη σχέση: V = μ e E όπου, V η ταχύτητα του κάθε συστατικού, μ e η ηλεκτροφορητική ευκινησία, η οποία είναι χαρακτηριστική σταθερά του κάθε συστατικού και Ε η ισχύς του εφαρμοζόμενου ηλεκτρικού πεδίου. Η ηλεκτροφορητική ευκινησία καθορίζεται από την επίδραση δυο δυνάμεων, της ηλεκτρικής δύναμης που ασκείται στο κάθε συστατικό και της δύναμης της τριβής που οφείλεται στην κίνησή του, δηλαδή, μ e Ηλεκτρική δύναμη (FE ) Δύναμη τριβής (F ) F Η ηλεκτρική δύναμη δίνεται από τον τύπο: F E = q E ενώ η δύναμη της τριβής (για ένα σφαιρικό ιόν) από τον νόμο του Stoke: F F = 6 π n r v όπου q το φορτίο του ιόντος, n το ιξώδες, r η ακτίνα του ιόντος και v η ταχύτητα του ιόντος. Κατά την ηλεκτροφόρηση επιτυγχάνεται μια σταθερή κατάσταση κατά την οποία έχουμε εξίσωση των δυο παραπάνω δυνάμεων. Οι δυνάμεις αυτές είναι ίσες αλλά αντίθετες, οπότε με βάση τις δυο παρακάτω σχέσεις προκύπτει ο τύπος της ηλεκτροφορητικής ευκινησίας q E = 6 π n r v και v μ Ε = e μ e q = 6πnr Από αυτή τη σχέση είναι φανερό, ότι μικρά ιόντα και με μεγάλο φορτίο έχουν μεγάλη ευκινησία, ενώ μεγάλα ιόντα και με μικρό φορτίο έχουν μικρή 2

10 Τριχοειδής Ηλεκτροφόρηση Σχήμα 1.1. Σειρά διαχωρισμού στην τριχοειδή ηλεκτροφόρηση. ευκινησία. Οι ουδέτερες ενώσεις επειδή δεν είναι φορτισμένες θα έχουν μηδενική ηλεκτροφορητική ταχύτητα [2]. Η ευκινησία των ιόντων εξαρτάται από το ph του ρυθμιστικού διαλύματος και τη φύση του ρυθμιστικού διαλύματος. Η ανίχνευση των διαφόρων συστατικών πραγματοποιείται με την καταγραφή κορυφών, όπως στη χρωματογραφία (σχήμα 1.1) Ηλεκτροωσμωτική ροή Ένα φαινόμενο θεμελιώδους σημασίας στην τριχοειδή ηλεκτροφόρηση είναι η ηλεκτροωσμωτική ροή (electroosmotic flow EOF) [2]. Η ηλεκτροωσμωτική ροή είναι η ροή του κυρίως όγκου του υγρού μέσα στον τριχοειδή σωλήνα και είναι αποτέλεσμα του επιφανειακού φορτίου που αναπτύσσεται στα εσωτερικά τοιχώματά του σωλήνα. Η ηλεκτροωσμωτική ροή καθορίζει τον χρόνο παραμονής των προσδιοριζόμενων συστατικών μέσα στο σωλήνα διότι επιδρά στην ευκινησία των συστατικών, ενώ η εκλεκτικότητα του διαχωρισμού παραμένει πρακτικά ανεπηρέαστη. Στην τριχοειδή ηλεκτροφόρηση συνήθως χρησιμοποιούνται σωλήνες, οι οποίοι είναι κατασκευασμένοι από τηγμένο SiO 2. Όταν το ph είναι μεγαλύτερο από 2 3, οι ομάδες Si-OH που υπάρχουν στην επιφάνεια του σωλήνα, ιονίζονται σχηματίζοντας σιλανολικά ιόντα SiO -, οπότε το εσωτερικό τοίχωμα φορτίζεται αρνητικά. Το αρνητικό αυτό φορτίο έλκει τα κατιόντα που βρίσκονται στο ρυθμιστικό διάλυμα, σχηματίζοντας με αυτόν τον τρόπο ένα δυναμικό, που καλείται ζ-δυναμικό, και μια διπλοστιβάδα φορτίου στο τοίχωμα του σωλήνα [3]. Τα κατιόντα αυτά δεσμεύονται ισχυρά και παραμένουν ακίνητα. Αυτή η εσωτερική διπλοστιβάδα που δημιουργείται καλείται στιβάδα 3

11 Τριχοειδής Ηλεκτροφόρηση Σχήμα 1.2. Σχηματική απεικόνιση της ιονικής διάχυσης σε έναν τριχοειδή σωλήνα και της αναπτυσσόμενης ηλεκτροωσμωτικής ροής. Stern. Άλλα κατιόντα είναι χαλαρότερα δεσμευμένα σχηματίζοντας μια κινητή στιβάδα. Τα κατιόντα αυτά κινούνται προς την κάθοδο. Επειδή τα κατιόντα αυτά είναι επιδιαλυτωμένα, παρασύρουν ταυτόχρονα και το διάλυμα, παράγοντας έτσι την ηλεκτροωσμωτική ροή. Στο σχήμα 1.2 απεικονίζεται η ιονική διάχυση σε έναν τριχοειδή σωλήνα και η ηλεκτροωσμωτική ροή που προκύπτει. Το μέγεθος της ηλεκτροωσμωτικής ροής μπορεί να εκφραστεί με την ταχύτητα της, ως εξής: v EOF ε ζ = E 4 π n ή την ευκινησία της: μ EOF ε ζ = 4 π n όπου, v EOF = η ταχύτητα της ηλεκτροωσμωτικής ροής, ε = η διηλεκτρική σταθερά, ζ = το ζ-δυναμικό, n = το ιξώδες, E = ισχύς εφαρμοζόμενου δυναμικού [4] 4

12 Τριχοειδής Ηλεκτροφόρηση Σχήμα 1.3. Προφίλ ηλεκτροωσμωτικής ροής. Όλα τα συστατικά σε ένα διάλυμα επηρεάζονται από την παρουσία της ηλεκτροωσμωτικής ροής. Η ταχύτητα ενός ιόντος περιγράφεται από τη σχέση, v = ( μ + μ ) E e Χαρακτηριστικό της παρουσίας της ηλεκτροωσμωτικής ροής στον τριχοειδή σωλήνα είναι το επίπεδο προφίλ της ροής, όπως απεικονίζεται σχηματικά στο σχήμα 1.3. Η κινητήρια δύναμη της ροής κατανέμεται μέσα στον τριχοειδή σωλήνα με ομοιόμορφο τρόπο και δεν υπάρχει πτώση της πίεσης μέσα στο σωλήνα. Αυτό αποτελεί σημαντικό πλεονέκτημα της τεχνικής, επειδή η διασπορά των ζωνών των συστατικών του δείγματος είναι μικρή κατά τη διάρκεια της ανάλυσης, μειώνοντας έτσι δραστικά τον χρόνο ανάλυσης. Αντίθετα, στην υγρή χρωματογραφία, το προφίλ της ροής είναι παραβολικό εξαιτίας της εξωτερικής αντλίας που χρησιμοποιείται για τη ροή του διαλύματος και η οποία προκαλεί ταχύτερη κίνηση των μορίων του διαλύτη στο κέντρο του σωλήνα από εκείνα που είναι πιο κοντά στα τοιχώματα. Η ηλεκτροωσμωτική ροή προκαλεί κίνηση όλων των ειδών, ανεξαρτήτου φορτίου, προς την ίδια κατεύθυνση. Κάτω από κανονικές συνθήκες (δηλαδή, για αρνητικά φορτισμένες τριχοειδείς επιφάνειες) η ροή πραγματοποιείται από την άνοδο προς την κάθοδο. Έτσι, τα κατιόντα, τα ουδέτερα μόρια και τα ανιόντα EOF 5

13 Τριχοειδής Ηλεκτροφόρηση Σχήμα 1.4. Σχηματική απεικόνιση της ηλεκτροφόρησης. Με το σύμβολο «A -», «C +» και «Ν» παριστάνονται τα αρνητικά, θετικά και τα ουδέτερα μόρια των ενώσεων. μπορούν να διαχωριστούν με μια έγχυση. Η διαδικασία αυτή απεικονίζεται στο σχήμα 1.4. Τα κατιόντα μετακινούνται γρηγορότερα αφού η ηλεκτροφορητική τους έλξη προς την κάθοδο και η ηλεκτροωσμωτική ροή είναι προς την ίδια κατεύθυνση, τα ουδέτερα μόρια μεταφέρονται με την ταχύτητα της ηλεκτροωσμωτικής ροής χωρίς να διαχωρίζονται μεταξύ τους και τα ανιόντα μετακινούνται πιο αργά, αφού το μέγεθος της ροής είναι μεγαλύτερο από τις ηλεκτροφορητικές τους ευκινησίες. Ενώ συνήθως η ηλεκτροωσμωτική ροή δρα με πλεονεκτικό τρόπο σε ένα διαχωρισμό, συχνά χρειάζεται να ελεγχθεί. Σε υψηλές τιμές ph η ηλεκτροωσμωτική ροή μπορεί να είναι πολύ μεγάλη, με αποτέλεσμα τα συστατικά του δείγματος να εκλούονται πριν πραγματοποιηθεί ο διαχωρισμός τους. Αντίθετα, σε χαμηλές ή μέτριες τιμές ph, το αρνητικά φορτισμένο τοίχωμα του σωλήνα μπορεί να προκαλέσει προσρόφηση των κατιόντων στα τοιχώματα με αλληλεπιδράσεις τύπου Coulomb. Το φαινόμενο αυτό δημιουργεί σημαντικές δυσκολίες στην ανάπτυξη μεθόδων που αφορούν διαχωρισμούς πρωτεϊνών. Η τιμή της ηλεκτροωσμωτικής ροής μπορεί να ελεγχθεί με μεταβολή του φορτίου της επιφάνειας του σωλήνα ή του ιξώδους του ρυθμιστικού διαλύματος. Οι συνθήκες που επηρεάζουν το φορτίο της επιφάνειας των τοιχωμάτων συχνά επηρεάζουν και τον διαχωρισμό των συστατικών. Επιτυχείς διαχωρισμοί πραγματοποιούνται, όταν βελτιστοποιείται η ηλεκτροωσμωτική ροή και η ευκινησία των προσδιοριζόμενων συστατικών. 6

14 Τριχοειδής Ηλεκτροφόρηση Η ταχύτητα της ηλεκτροωσμωτικής ροής μπορεί πολύ εύκολα να μειωθεί με ελάττωση της έντασης ηλεκτρικού πεδίου. Αυτή η δράση, ωστόσο, έχει πολυάριθμα μειονεκτήματα, διότι παρατείνει τον χρόνο ανάλυσης και μειώνει την απόδοση και την διαχωριστική ικανότητα. Μεταβολές στην ηλεκτροωσμωτική ροή μπορούν να γίνουν τροποποιώντας το ph του ρυθμιστικού διαλύματος. Ωστόσο, μεταβάλλοντας το ph επηρεάζεται το φορτίο και η ευκινησία των προσδιοριζόμενων συστατικών. Ρυθμιστικά διαλύματα με χαμηλές τιμές ph θα πρωτονιώνουν την επιφάνεια του σωλήνα και των συστατικών, ενώ ρυθμιστικά διαλύματα με υψηλές τιμές ph αποπρωτονιώνουν και τα δύο. Η ηλεκτροωσμωτική ροή μπορεί επίσης να μεταβληθεί με ρύθμιση της συγκέντρωσης και της ιονικής ισχύος του ρυθμιστικού διαλύματος. Τέλος, η ηλεκτροωσμωτική ροή μπορεί να ελεγχθεί με τροποποίηση των τοιχωμάτων του σωλήνα με δυναμική ή ομοιοπολική επικάλυψη. Αυτές οι επικαλύψεις μπορεί να αυξήσουν, να μειώσουν ή να αντιστρέψουν το φορτίο της επιφάνειας και κατά συνέπεια την ηλεκτροωσμωτική ροή. Οι παράμετροι που επηρεάζουν την ηλεκτροωσμωτική ροή καθώς ο τρόπος επίδρασης συνοψίζονται στον πίνακα

15 Τριχοειδής Ηλεκτροφόρηση Πίνακας 1.1. Παράμετροι που επηρεάζουν την ηλεκτροωσμωτική ροή. Παράμετρος Ηλεκτρικό πεδίο Αποτέλεσμα - Παρατηρήσεις Αναλογική μεταβολή της EOF. Συγκεκριμένα, Όταν μειώνεται, μπορεί να μειωθούν η απόδοση και η διαχωριστική ικανότητα. Όταν αυξάνεται, μπορεί να αναπτυχθεί θερμότητα λόγω του φαινομένου Joule. ph ρυθμιστικού διαλύματος Σε χαμηλές τιμές ph η EOF μειώνεται, ενώ αυξάνεται σε υψηλές τιμές ph. Ioνική ισχύς ή συγκέντρωση ρυθμιστικού διαλύματος Όταν αυξάνονται μειώνεται το ζ-δυναμικό. Η υψηλή ιονική ισχύς συμβάλλει στην παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος υψηλής έντασης και στην εμφάνιση θερμότητας λόγω φαινομένου Joule. Όταν η αγωγιμότητα είναι διαφορετική από την αγωγιμότητα του δείγματος μπορεί να προκληθεί «διαταραχή» στο σχήμα της κορυφής. Θερμοκρασία Μεταβολή του ιξώδους κατά 2-3% ανά ο C. Οργανικός τροποποιητής Μεταβάλλεται το ζ-δυναμικό και το ιξώδες (συνήθως μειώνεται η EOF) και επομένως η εκλεκτικότητα του διαχωρισμού. Τασενεργές ενώσεις Ουδέτερες υδρόφιλες πολυμερείς ενώσεις Απορροφώνται στο τοίχωμα του τριχοειδούς σωλήνα με υδρόφοβες ή / και ιονικές αλληλεπιδράσεις. Οι ανιονικές τασενεργές ενώσεις αυξάνουν την EOF. Οι κατιονικές τασενεργές ενώσεις μειώνουν ή αντιστρέφουν τη φορά της EOF. Επηρεάζουν σημαντικά την εκλεκτικότητα του προσδιορισμού. Απορροφώνται στο τοίχωμα του σωλήνα με υδρόφοβες αλληλεπιδράσεις και συνήθως μειώνουν την EOF 8

16 Τριχοειδής Ηλεκτροφόρηση Ευκινησία και χρόνος μετατόπισης Ο χρόνος που απαιτείται για τη μετακίνηση ενός συστατικού από το σημείο έγχυσης μέχρι το σημείο ανίχνευσης ονομάζεται χρόνος μετατόπισης (migration time) και δίνεται από το πηλίκο της απόστασης μετακίνησης προς την ταχύτητα. Παρουσία της ηλεκτροωσμωτικής ροής, η μετρούμενη ευκινησία ενός συστατικού καλείται φαινόμενη ευκινησία, μ α, και υπολογίζεται από τον παρακάτω τύπο, l μ a = t E l L = t V όπου, μ = μ + μ, a e EOF V = το εφαρμοζόμενο δυναμικό, l = το αποτελεσματικό μήκος του σωλήνα (μέχρι τον ανιχνευτή), L = το συνολικό μήκος του σωλήνα, t = ο χρόνος μετακίνησης, E = η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου. Η ηλεκτροφορητική ευκινησία μ e, μπορεί να υπολογιστεί από την φαινόμενη ευκινησία, μετρώντας ανεξάρτητα την ηλεκτροωσμωτική ροή, χρησιμοποιώντας έναν ουδέτερο δείκτη, ο οποίος κινείται με ταχύτητα ίση με την ηλεκτροωσμωτική ροή. Οι ουδέτεροι δείκτες που συνήθως χρησιμοποιούνται είναι το διμέθυλο-σουλφοξείδιο (DMSO), η 4-μεθυλο-3-πεντεν-2-όνη (mesityl oxide) και η ακετόνη. Η γνώση του αποτελεσματικού και του συνολικού μήκους είναι σημαντική, γιατί ο χρόνος μετατόπισης και η φαινόμενη ευκινησία καθορίζονται από το αποτελεσματικό μήκος, ενώ το ηλεκτρικό πεδίο από το συνολικό μήκος. Το αποτελεσματικό μήκος είναι το μήκος του σωλήνα από το σημείο εισαγωγής μέχρι το σημείο ανίχνευσης. Όταν η ανίχνευση πραγματοποιείται πάνω στο σωλήνα (on-capillary), το αποτελεσματικό μήκος γίνεται κατά 5 έως 10 cm μικρότερο από το συνολικό μήκος. Όταν η ανίχνευση γίνεται εκτός του συστήματος της τριχοειδούς ηλεκτροφόρησης (off-column), τα δυο μήκη είναι ισοδύναμα. 9

17 Τριχοειδής Ηλεκτροφόρηση Αναλυτικές παράμετροι Στην τριχοειδή ηλεκτροφόρηση για την περιγραφή των αναλυτικών παραμέτρων χρησιμοποιούνται όμοιοι όροι με αυτούς που χρησιμοποιούνται στη χρωματογραφία Διασπορά Ο διαχωρισμός στην ηλεκτροφόρηση βασίζεται στις διαφορετικές ευκινησίες των συστατικών και στο μήκος της ζώνης που σχηματίζει το κάθε συστατικό μέσα στον τριχοειδή σωλήνα. Οι δυο αυτές παράμετροι καθορίζονται από τη διασπορά και γι αυτό το λόγο θα πρέπει να είναι διαρκώς ελεγχόμενη. Κάτω από ιδανικές συνθήκες, η μόνη συνεισφορά στη διεύρυνση της ζώνης του δείγματος είναι η ακτινική διασπορά, η οποία πραγματοποιείται κάθετα στο σωλήνα, ενώ η αξονική διασπορά που πραγματοποιείται κατά μήκος του σωλήνα είναι ασήμαντη. Ο αριθμός των θεωρητικών πλακών δίνεται από τη σχέση: μe V I N = 2 D L μe E I = 2 D όπου D = ο συντελεστής διασποράς. Από την παραπάνω σχέση γίνεται φανερή η επίδραση της εφαρμογής υψηλών πεδίων. Συγκεκριμένα, σε υψηλά πεδία ένα συστατικό εμφανίζει μικρό χρόνο μετατόπισης και έτσι η διασπορά του είναι μικρή. Επιπλέον, η εξίσωση δείχνει ότι μόρια μεγάλου μεγέθους, όπως πρωτεΐνες και DNA, τα οποία έχουν μικρούς συντελεστές διάχυσης παρουσιάζουν μικρότερη διασπορά από μόρια μικρού μεγέθους και συνεπώς σχηματίζουν στενότερες ζώνες. Ο αριθμός των θεωρητικών πλακών μπορεί να προσδιοριστεί άμεσα από το ηλεκτροφερογράφημα [2,5], με βάση τη σχέση: N = 5,54 ( t w 1/ 2 ) 2 Η διασπορά στην τριχοειδή ηλεκτροφόρηση οφείλεται και σε άλλους παράγοντες, εκτός της ακτινικής διασποράς. Ανάμεσα στους πιο σημαντικούς 10

18 Τριχοειδής Ηλεκτροφόρηση συμπεριλαμβάνεται η βαθμιαία αύξηση της θερμοκρασίας που προκαλείται από τη θερμότητα Joule, ο όγκος του εγχυόμενου δείγματος και οι αλληλεπιδράσεις που αναπτύσσονται μεταξύ των συστατικών του δείγματος και των τοιχωμάτων του σωλήνα. Αναλυτικά, αναφέρεται παρακάτω η επίδραση αυτών των παραγόντων. Θερμότητα Joule Η θερμότητα που δημιουργείται με τη διέλευση ηλεκτρικού ρεύματος καλείται θερμότητα Joule. Η θερμότητα αυτή μπορεί να προκαλέσει αύξηση της θερμοκρασίας και μεταβολή του ιξώδους του δείγματος με ανομοιόμορφο τρόπο και συνεπώς διεύρυνση της ζώνης του δείγματος. Αύξηση της θερμοκρασίας προκαλείται από την παραγωγή τάσης και ηλεκτρικού ρεύματος και καθορίζεται από τις διαστάσεις του σωλήνα, την αγωγιμότητα του ρυθμιστικού διαλύματος και το εφαρμοζόμενο δυναμικό. Ενώ η αύξηση της θερμοκρασίας δεν είναι γενικά ανεπιθύμητη, εκτός από την περίπτωση που προκαλείται αποσύνθεση του δείγματος, οι αυξομειώσεις στη θερμοκρασία μπορεί να μεταβάλλουν το ιξώδες του ρέοντος ρυθμιστικού διαλύματος και να συμβάλλουν στη διεύρυνση της ζώνης του δείγματος. Θερμική διασπορά της θερμότητας μέσα στον τριχοειδή σωλήνα προκαλεί υψηλότερη θερμοκρασία στο κέντρο απ ότι στα τοιχώματα του σωλήνα, όπως φαίνεται στο σχήμα 1.5. Η θερμότητα Joule μπορεί να περιοριστεί μειώνοντας την ένταση του Σχήμα 1.5. Επίδραση της θερμοκρασίας στον τριχοειδή σωλήνα. 11

19 Τριχοειδής Ηλεκτροφόρηση ηλεκτρικού πεδίου, την εσωτερική διάμετρο του σωλήνα, την ιονική ισχύ ή συγκέντρωση του ρυθμιστικού διαλύματος και θερμοστατώντας το σύστημα. Βέβαια, οι παραπάνω παράγοντες καθορίζουν επίσης τη διαχωριστική ικανότητα, την ευαισθησία και την απόδοση του διαχωρισμού και γι αυτό το λόγο θα πρέπει να γίνεται σε όλες τις περιπτώσεις ένας συμβιβασμός στην επιλογή των τελικών τιμών προκειμένου να πετυχαίνονται τα βέλτιστα αποτελέσματα. Μήκος της ζώνης του δείγματος Κατά τη διάρκεια της έγχυσης είναι σημαντικό το μήκος της ζώνης του δείγματος να είναι ελάχιστο. Αν το μήκος είναι μεγαλύτερο από τη διασπορά που προκαλείται λόγω διάχυσης, η απόδοση και η διαχωριστική ικανότητα μειώνονται αισθητά. Συνήθως, το μήκος της ζώνης του δείγματος είναι μικρότερο από 1 με 2% του συνολικού μήκους του σωλήνα. Για παράδειγμα, σε ένα τριχοειδή σωλήνα μήκους 70cm, 1% μήκος αντιστοιχεί σε 7mm (ή 14nL για εσωτερική διάμετρο 50μm). Αλληλεπιδράσεις προσδιοριζόμενου συστατικού με τα τοιχώματα του τριχοειδούς σωλήνα Οι αλληλεπιδράσεις ανάμεσα στο προσδιοριζόμενο συστατικό και στα τοιχώματα του τριχοειδούς σωλήνα είναι γενικά ανεπιθύμητες στην τριχοειδή ηλεκτροφόρηση. Ανάλογα με την έκταση της αλληλεπίδρασης, μπορεί να συμβεί καταγραφή κορυφών με «ουρά» και ακόμα ολική προσρόφηση του δείγματος. Οι κυριότερες αιτίες της προσρόφησης είναι η ανάπτυξη ιονικών αλληλεπιδράσεων ανάμεσα στις κατιονικές ουσίες και στα αρνητικά φορτισμένα τοιχώματα του σωλήνα και υδρόφοβων αλληλεπιδράσεων. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι με τους οποίους μπορούν να μειωθούν οι αλληλεπιδράσεις. Ανάμεσα σε αυτούς, μερικοί είναι πολύ απλοί στην εφαρμογή και συχνά δίνουν εξαίρετα αποτελέσματα. 1) Αυξάνοντας τη συγκέντρωση του ρυθμιστικού διαλύματος μειώνεται το αποτελεσματικό επιφανειακό φορτίο και συνεπώς οι αλληλεπιδράσεις ανάμεσα στα προσδιοριζόμενα συστατικά. 12

20 Τριχοειδής Ηλεκτροφόρηση Σχήμα 1.6. Επίδραση της τιμής του ph στην αλληλεπίδραση του προσδιοριζόμενου συστατικού με τα τοιχώματα του τριχοειδούς. 2) Αυξάνοντας την ιονική ισχύ μειώνεται η ηλεκτροωσμωτική ροή, με αποτέλεσμα να αυξάνεται ο χρόνος μετακίνησης του δείγματος μέσα στο σωλήνα. 3) Εφαρμογή ακραίων τιμών ph. Σε χαμηλές τιμές ph (< 2 3) οι σιλανολικές ομάδες του SiO 2 θα είναι πρωτονιωμένες και αφόρτιστες. Με αυτόν τον τρόπο, η ηλεκτροωσμωτική ροή θα είναι σχεδόν μηδαμινή, αλλά τα διάφορα συστατικά του δείγματος (πρωτεΐνες και άλλα είδη) θα είναι πρωτονιωμένα και θετικά φορτισμένα και έτσι θα μετακινηθούν προς την κάθοδο. Αντίθετα, σε υψηλές τιμές ph (> 9 10) τα τοιχώματα και το δείγμα θα είναι αποπρωτονιομένα και αρνητικά φορτισμένα και συνεπώς οι αλληλεπιδράσεις θα είναι περιορισμένες λόγω απώθησης του φορτίου, όπως φαίνεται στο σχήμα ) Η επικάλυψη των τοιχωμάτων του σωλήνα είναι μια χρήσιμη μέθοδος για τη μείωση της προσρόφησης του δείγματος. Η επικάλυψη μπορεί να γίνει δυναμικά ή με ομοιοπολική τροποποίηση του τοιχώματος. Και οι δυο τρόποι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εξάλειψη ή την αντιστροφή του φορτίου του τοιχώματος, για τη μεταβολή της υδροφοβίας και τον περιορισμό οποιασδήποτε μορφής προσρόφησης. Ηλεκτροδιασπορά Όταν η αγωγιμότητα του δείγματος είναι υψηλότερη από την αγωγιμότητα του ρυθμιστικού διαλύματος, τότε οι καταγεγραμμένες κορυφές παρουσιάζουν «ουρά» και αντίθετα, όταν η αγωγιμότητα του δείγματος είναι χαμηλότερη από αυτήν του ρυθμιστικού διαλύματος, οι κορυφές εμφανίζουν «μέτωπο». Όταν οι 13

21 Τριχοειδής Ηλεκτροφόρηση τιμές της αγωγιμότητας του ρυθμιστικού διαλύματος και του δείγματος είναι ισοδύναμες δεν θα παρατηρηθεί καμία παραμόρφωση της κορυφής, όπως φαίνεται στο σχήμα 1.7. Το «μέτωπο» στις κορυφές εμφανίζεται κυρίως, όταν τα προσδιοριζόμενα συστατικά έχουν υψηλή ευκινησία και εκλούονται γρήγορα, ενώ η «ουρά» στις κορυφές παρατηρείται, όταν τα προσδιοριζόμενα συστατικά έχουν μέτρια ευκινησία και εκλούονται σχετικά αργά. Οι παραμορφώσεις στο σχήμα της κορυφής είναι γενικώς ανεπιθύμητες. Το φαινόμενο αυτό μπορεί να αντιμετωπιστεί εξισώνοντας την αγωγιμότητα του δείγματος και του ρυθμιστικού διαλύματος. Συνοπτικά, στον πίνακα 1.2 αναφέρονται οι παράμετροι που επιδρούν στη διασπορά και συνεπώς στην απόδοση ενός διαχωρισμού καθώς επίσης και ο τρόπος επίδρασής τους. Σχήμα 1.7. Ηλεκτροδιασπορά εξαιτίας των διαφορετικών αγωγιμοτήτων του ρυθμιστικού διαλύματος και του δείγματος. 14

22 Τριχοειδής Ηλεκτροφόρηση Πίνακας 1.2. Παράμετροι που επηρεάζουν τη διασπορά. Παράμετρος Αποτέλεσμα - Παρατηρήσεις Ακτινική διασπορά Καθορίζει σε σημαντικό βαθμό την απόδοση ενός διαχωρισμού. Συστατικά με μικρούς συντελεστές διάχυσης σχηματίζουν στενές ζώνες. Θερμότητα Joule Προκαλεί βαθμιαία αύξηση της θερμοκρασίας και συμβάλλει στη δημιουργία παραβολικού προφίλ ροής. Μήκος της ζώνης του δείγματος Θα πρέπει να είναι μικρότερο από 1 με 2% του συνολικού μήκους του σωλήνα. Οι δυσκολίες στο όριο ανίχνευσης συχνά απαιτούν μεγαλύτερους όγκους δείγματος και συνεπώς μεγαλύτερα μήκη ζωνών δείγματος από τα ιδανικά. Προσρόφηση του δείγματος Οι αλληλεπιδράσεις των συστατικών του δείγματος με τα τοιχώματα του σωλήνα προκαλούν «ουρές» στις καταγραφόμενες κορυφές. Ηλεκτροδιασπορά Όταν η αγωγιμότητα των προσδιοριζόμενων συστατικών είναι υψηλότερη από αυτήν του ρυθμιστικού διαλύματος καταγράφονται κορυφές με «μέτωπο». Όταν η αγωγιμότητα των προσδιοριζόμενων συστατικών είναι χαμηλότερη από αυτήν του ρυθμιστικού διαλύματος καταγράφονται κορυφές με «ουρά». Ύψος των δοχείων του ρυθμιστικού διαλύματος Όταν τα ύψη των δοχείων που περιέχουν το ρυθμιστικό διάλυμα είναι άνισα δημιουργείται παραβολικό προφίλ ροής. 15

23 Τριχοειδής Ηλεκτροφόρηση Διαχωριστική ικανότητα Η διαχωριστική ικανότητα των συστατικών ενός δείγματος δίνεται από τον τύπο, R = 2 1 ( t2 t1) t2 t = w + w 4 σ 1 όπου, t = ο χρόνος μετακίνησης, w = εύρος κορυφής στη βασική γραμμή, σ = τυπική απόκλιση. Οι δείκτες 1 και 2 αναφέρονται στα δυο προσδιοριζόμενα συστατικά. Στην παραπάνω σχέση, ο αριθμητής του κλάσματος περιγράφει τη διαδικασία διαχωρισμού στα πλαίσια των διαφορετικών χρόνων μετακίνησης και ο παρονομαστής τη διαδικασία διάχυσης που αντιτίθεται στη μετακίνηση των συστατικών. Στην τριχοειδή ηλεκτροφόρηση, οι ζώνες του δείγματος είναι οξείες και συνεπώς μικρές διαφοροποιήσεις στην ευκινησία του δείγματος (< 0,05% σε μερικές περιπτώσεις) είναι συχνά αρκετές για ικανοποιητικό διαχωρισμό. H διαχωριστική ικανότητα καθορίζεται από την εκλεκτικότητα και την απόδοση του διαχωρισμού [6]. Με τον όρο εκλεκτικότητα εννοούμε την απόσταση που υπάρχει ανάμεσα στις κορυφές και με τον όρο απόδοση τη μορφή των κορυφών. Αυτές οι δυο παράμετροι απεικονίζονται στο σχήμα 1.8. Όταν η απόδοση και η εκλεκτικότητα του διαχωρισμού είναι χαμηλές, ο διαχωρισμός δεν είναι ικανοποιητικός και υπάρχει πιθανή αλληλοεπικάλυψη των κορυφών. Το σφάλμα αυτό είναι ακόμα μεγαλύτερο όταν το ένα συστατικό είναι σε μικρή ποσότητα, όπως για παράδειγμα στο διαχωρισμό εναντιομερών ενώσεων στη φαρμακευτική ανάλυση. Επιπλέον, υψηλή απόδοση συνεπάγεται ψηλές και οξείες κορυφές και συνεπώς χαμηλά όρια ανίχνευσης. Ο διαχωρισμός είναι ικανοποιητικός, όταν η απόδοση και η εκλεκτικότητα είναι υψηλή. 2 16

24 Τριχοειδής Ηλεκτροφόρηση Σχήμα 1.8. Επίδραση της απόδοσης και της εκλεκτικότητας στη διαχωριστική ικανότητα Πλεονεκτήματα της τριχοειδούς ηλεκτροφόρησης Η τριχοειδής ηλεκτροφόρηση εμφανίζει διάφορα πλεονεκτήματα, τα οποία οφείλονται στην αρχή λειτουργίας της: Η υψηλή αντίσταση του σωλήνα περιορίζει τη δημιουργία ρεύματος και εσωτερικής θέρμανσης. Εμφανίζει υψηλή διαχωριστική ικανότητα. Ο αριθμός των θεωρητικών πλακών είναι μεγάλος ( ) και ο χρόνος ανάλυσης αρκετά σύντομος. Η ανίχνευση γίνεται πάνω στον τριχοειδή σωλήνα και δεν χρειάζεται εξωτερικό σύστημα ανίχνευσης. Ο απαιτούμενος όγκος του δείγματος είναι σημαντικά μικρός (1-30nL). Στην τεχνική της αέριας χρωματογραφίας (GC) και της υγρής χρωματογραφίας υψηλής πίεσης (HPLC) ο όγκος του δείγματος είναι της τάξεως των μl. Επιτυγχάνεται χαμηλότερο όριο ανίχνευσης και ταυτόχρονα υψηλότερη ευαισθησία σε σύγκριση με την HPLC. Είναι εφικτός ο διαχωρισμός κατιόντων, ανιόντων και ουδέτερων μορίων στο ίδιο δείγμα. 17

25 Τριχοειδής Ηλεκτροφόρηση Δεν απαιτείται η χρήση οργανικών διαλυτών. Η λειτουργία της βασίζεται στη χρήση υδατικών διαλυμάτων (ρυθμιστικά διαλύματα). Εφαρμόζεται σε μεγάλο εύρος τιμών ph. Είναι δυνατή η πλήρης αυτοματοποίησή της. Είναι οικονομική (φθηνά αναλώσιμα, καθόλου οργανικά απόβλητα, μικρή κατανάλωση όγκου δείγματος) Μειονεκτήματα της τριχοειδούς ηλεκτροφόρησης Όπως κάθε αναλυτική τεχνική, έτσι και η τριχοειδής ηλεκτροφόρηση παρουσιάζει κάποια μειονεκτήματα: Η δυνατότητα παρασκευαστικής εργασίας είναι περιορισμένη επειδή οι συλλεγόμενες ποσότητες είναι πολύ μικρές. Σε σύγκριση με την HPLC μπορεί να είναι λιγότερο ευαίσθητη σε συγκεκριμένο μήκος κύματος. Η ποιότητα του διαχωρισμού επηρεάζεται από τη φύση του δείγματος. Υψηλό ποσοστό αλάτων ή οργανικών διαλυτών στο δείγμα επηρεάζει το διαχωρισμό. 18

26 2. ΕΙΔΗ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ ΣΤΗΝ ΤΡΙΧΟΕΙΔΗ ΗΛΕΚΤΡΟΦΟΡΗΣΗ Τριχοειδής ηλεκτροφόρηση ζωνών (CZE) Η τριχοειδής ηλεκτροφόρηση ζωνών χρησιμοποιείται ευρέως εξαιτίας της απλότητας στον χειρισμό και της πολλαπλής χρησιμότητάς της. Εφαρμόζεται κυρίως για το διαχωρισμό αμινοξέων, πρωτεϊνών, πεπτιδίων, ιόντων και εναντιομερών. Η CZE είναι η πιο απλή μορφή της τριχοειδούς ηλεκτροφόρησης, κυρίως επειδή ο τριχοειδής σωλήνας πληρώνεται μόνο με ρυθμιστικό διάλυμα. Ο διαχωρισμός των εκλουόμενων συστατικών επιτυγχάνεται με τη μορφή ζωνών που κινούνται με διαφορετική ταχύτητα [7], όπως απεικονίζεται στο σχήμα 2.1. Είναι πιθανός ο διαχωρισμός ανιονικών και κατιονικών συστατικών με την επίδραση της ηλεκτροωσμωτικής ροής Εκλεκτικότητα και χρήση προσθέτων ουσιών Η εκλεκτικότητα, η σχετική σειρά μετακίνησης των συστατικών, καθορίζεται από το μηχανισμό που επηρεάζει το διαχωρισμό. Η ικανότητα ελέγχου της εκλεκτικότητας μπορεί να βελτιώσει το διαχωρισμό των προσδιοριζόμενων συστατικών. Η εκλεκτικότητα μπορεί εύκολα να τροποποιηθεί μεταβάλλοντας το ph του Σχήμα 2.1. Τριχοειδής ηλεκτροφόρηση ζωνών. 19

27 Είδη διαχωρισμού στην Τριχοειδή Ηλεκτροφόρηση ρυθμιστικού διαλύματος ή προσθέτοντας διάφορες ουσίες με τις οποίες μπορούμε να καθυστερήσουμε ή να αντιστρέψουμε τη φορά της ηλεκτροωσμωτικής ροής, η οποία επηρεάζει το χρόνο μετακίνησης και τον διαχωρισμό Επιλογή ρυθμιστικού διαλύματος Η επιλογή του ρυθμιστικού διαλύματος είναι εξαιρετικά σημαντική για την επιτυχία ενός διαχωρισμού. Οι ιδιότητες που θα πρέπει να έχει ένα ρυθμιστικό διάλυμα είναι οι εξής: 1) Καλή ρυθμιστική χωρητικότητα στο εύρος περιοχής ph που επιλέξαμε, 2) Χαμηλή απορρόφηση στο μήκος κύματος της ανίχνευσης, και 3) Μικρή ευκινησία (μεγάλα σε μέγεθος και ελάχιστα φορτισμένα ιόντα) προκειμένου η παραγωγή ρεύματος να είναι ελάχιστη. Είναι σημαντικό η ευκινησία των ιόντων του ρυθμιστικού διαλύματος να είναι παρεμφερής με αυτήν των προσδιοριζόμενων συστατικών προκειμένου να καταγράφονται οξείες κορυφές. Η εκλεκτικότητα ενός προσδιορισμού μπορεί να βελτιωθεί με συμπλοκοποίηση των προσδιοριζόμενων συστατικών με ιόντα του ρυθμιστικού διαλύματος. Για παράδειγμα, το ιόν του τετραβορικού οξέος χρησιμοποιείται για τη βελτίωση του διαχωρισμού κατεχολών και υδατανθράκων Επιλογή τιμής ph Η μεταβολή της τιμής του ph επηρεάζει σημαντικά την ηλεκτροωσμωτική ροή. Ικανοποιητικός διαχωρισμός μπορεί να πραγματοποιηθεί σε χαμηλές τιμές ph, αλλά όταν αυξηθεί προκειμένου να αλλάξει το φορτίο του προσδιοριζόμενου συστατικού, η ηλεκτροωσμωτική ροή μπορεί να είναι τόσο υψηλή, έτσι ώστε τα συστατικά να εκλούονται ταχύτατα χωρίς να έχει προηγουμένως πραγματοποιηθεί ο διαχωρισμός τους. Σε αυτήν την περίπτωση, κρίνεται αναγκαίο είτε να αυξηθεί το μήκος του τριχοειδή σωλήνα είτε να μειωθεί η ηλεκτροωσμωτική ροή. 20

28 Είδη διαχωρισμού στην Τριχοειδή Ηλεκτροφόρηση Προσθήκη τασενεργών ενώσεων Η ηλεκτροωσμωτική ροή μπορεί να μεταβληθεί με την προσθήκη τασενεργών ενώσεων στο ρυθμιστικό διάλυμα. Οι τασενεργές ουσίες είναι ενώσεις, οι οποίες αποτελούνται από μια υδρόφοβη ομάδα και από μια ή περισσότερες υδρόφιλες ομάδες δυνάμενες να ιονισθούν. Ανάλογα με το φορτίο της ομάδας χαρακτηρίζονται ως ανιονικές, κατιονικές, μη ιονικές και επαμφοτερίζουσες και ανάλογα με το φορτίο τους, η ηλεκτροωσμωτική ροή μπορεί να αυξηθεί, να μειωθεί ή να αντιστραφεί. Για παράδειγμα, η ηλεκτροωσμωτική ροή μπορεί να αντιστραφεί με την προσθήκη κατιονικών τασενεργών ουσιών (όπως το CTAB). Όπως φαίνεται στο σχήμα 2.2, οι μονομερείς ενώσεις του CTAB είναι προσκολλημένες στο τοίχωμα του σωλήνα εξαιτίας των ιονικών αλληλεπιδράσεων που αναπτύσσονται ανάμεσα στο φορτισμένο τοίχωμα του σωλήνα και στην τασενεργή ένωση. Το θετικό φορτίο προκύπτει από τις υδρόφοβες αλληλεπιδράσεις που αναπτύσσονται ανάμεσα στα ελεύθερα μόρια CTAB με αυτά που είναι προσκολλημένα στο τoίχωμα. Η συγκέντρωση των τασενεργών ενώσεων θα πρέπει να είναι μικρότερη από την κρίσιμη συγκέντρωση των μικυλλίων (CMC). Όταν η συγκέντρωσή τους είναι πάνω από τη CMC, τότε έχουμε ένα διαφορετικό είδος τριχοειδούς ηλεκτροφόρησης, της ηλεκτροκινητικής χρωματογραφίας μικυλλίων, την οποία θα εξετάσουμε παρακάτω λεπτομερώς. Σχήμα 2.2. Περιορισμός ή αντιστροφή της ηλεκτροωσμωτικής ροής με τη χρήση κατιονικής τασενεργής ένωσης. 21

29 Είδη διαχωρισμού στην Τριχοειδή Ηλεκτροφόρηση Θερμοκρασία Παρόλο που ο αρχικός σκοπός της θερμοστατικώς ελεγχόμενης θερμοκρασίας του σωλήνα ήταν η διατήρηση σταθερής θερμοκρασίας προκειμένου να απομακρυνθεί η θερμότητα Joule, ο έλεγχος της θερμοκρασίας μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως παράμετρος στη βελτιστοποίηση ενός διαχωρισμού. Αύξηση ή μείωση της θερμοκρασίας μεταβάλλει το ιξώδες, την ηλεκτροωσμωτική ροή και το χρόνο ανάλυσης Διαχωρισμός εναντιομερών ενώσεων Ο διαχωρισμός των εναντιομερών ενώσεων είναι πολύ σημαντικός στη βιομηχανία φαρμάκων και τροφίμων. Πραγματοποιείται με την προσθήκη ενώσεων που δεσμεύουν εκλεκτικά την μια εναντιομερή ένωση. Τέτοιες ενώσεις είναι οι κυκλοδεξτρίνες, οι αιθέρες στέμματα, τα άλατα του χολικού οξέος, κα. Η εκλεκτικότητα μπορεί να βελτιωθεί μεταβάλλοντας το είδος και τη συγκέντρωση της προστιθέμενης ένωσης, αλλά και με την προσθήκη τροποποιητών, όπως αλκοολών, τασενεργών ουσιών, ουρίας και μεταλλικών ιόντων Ηλεκτροκινητική χρωματογραφία μικυλλίων (MEKC) Η ηλεκτροκινητική χρωματογραφία μικυλλίων (MEKC) είναι υβρίδιο της ηλεκτροφόρησης και της χρωματογραφίας. Είναι το μοναδικό είδος ηλεκτροφόρησης που μπορεί να διαχωρίσει κατιόντα, ανιόντα και ουδέτερα μόρια μέσα στο ίδιο δείγμα [8]. Ο μηχανισμός διαχωρισμού βασίζεται στη διαφορετική κατανομή των ιονικών ενώσεων ανάμεσα στα μικύλλια μιας τασενεργούς ένωσης και στο ηλεκτροφορητικό διάλυμα. Σε συγκεντρώσεις πάνω από την κρίσιμη συγκέντρωση του μικυλλίου, τα μόρια της μονομερούς τασενεργής ένωσης συσσωματώνονται και σχηματίζονται τα μικύλλια. Τα μικύλλια έχουν σφαιρικό σχήμα. Το υδρόφοβο τμήμα των τασενεργών ουσιών κατευθύνεται προς το κέντρο του μικυλλίου προκειμένου να αποφευχθεί η αλληλεπίδραση με το υδρόφιλο ρυθμιστικό διάλυμα και το φορτισμένο τμήμα κατευθύνεται προς το ρυθμιστικό διάλυμα. Σχηματική απεικόνιση των μικυλλίων δίνεται στο σχήμα 2.3. Παραδείγματα κατιονικών τασενεργών ενώσεων είναι το χλωριούχο δωδεκυλο-τριμεθυλο-αμμώνιο και το 22

30 Είδη διαχωρισμού στην Τριχοειδή Ηλεκτροφόρηση Σχήμα 2.3. Σχηματική απεικόνιση ανιονικών και κατιονικών μικυλλίων. βρωμιούχο εξαδεκυλο-τριμεθυλο-αμμώνιο, ανιονικών τασενεργών ενώσεων είναι το δωδεκυλο-σουλφονικό νάτριο (SDS) και το χολικό νάτριο, επαμφοτεριζόντων τασενεργών ενώσεων το 3-[(3-χολαμιδοπροπυλο)- διμεθυλαμμώνιο]-1-προπανοσουλφονικό νάτριο και μη ιονικών το Triton X-100. Τα μικύλλια, ανάλογα με το φορτίο τους, κινούνται προς την ίδια ή αντίθετη κατεύθυνση από αυτήν της ηλεκτροωσμωτικής ροής. Κατά τη κίνησή τους, τα μικύλλια αλληλεπιδρούν με τα προσδιοριζόμενα συστατικά με υδρόφοβες και ηλεκτροστατικές δυνάμεις. Οι ανιονικές τασενεργές ενώσεις μετακινούνται προς την άνοδο, αντίθετα από την κατεύθυνση της ηλεκτροωσμωτικής ροής. Όσο περισσότερο αλληλεπιδρά το προσδιοριζόμενο συστατικό με το μικύλλιο τόσο αυξάνεται ο χρόνος μετακίνησής του, αφού το μικύλλιο το μετακινεί σε κατεύθυνση αντίθετη από αυτήν της ηλεκτροωσμωτικής ροής. Όταν το προσδιοριζόμενο συστατικό δεν αλληλεπιδρά με το μικύλλιο απλά μεταφέρεται από την ηλεκτροωσμωτική ροή. Όσο πιο υδρόφοβες είναι οι ενώσεις τόσο περισσότερο αλληλεπιδρούν με το μικύλλιο και κινούνται πιο αργά από τις υδρόφιλες ενώσεις [9]. Η συνολική διεργασία διαχωρισμού δίνεται σχηματικά στο σχήμα 2.4. Σχήμα 2.4. Διαχωρισμός με την ηλεκτροκινητική χρωματογραφία μικυλλίων. Με S συμβολίζεται το προσδιοριζόμενο συστατικό. 23

31 Είδη διαχωρισμού στην Τριχοειδή Ηλεκτροφόρηση Ο μηχανισμός διαχωρισμού των ουδέτερων ενώσεων είναι κυρίως χρωματογραφικός και μπορεί να περιγραφεί χρησιμοποιώντας τροποποιημένες χρωματογραφικές σχέσεις. Έτσι, ο παράγοντας χωρητικότητας, k, περιγράφεται από τις παρακάτω σχέσεις ( tr t0 ) V k = = K ( tr V t0 (1 ) t όπου, t r = ο χρόνος συγκράτησης του προσδιοριζόμενου συστατικού, m t 0 = ο χρόνος συγκράτησης του μη δεσμευμένου προσδιοριζόμενου συστατικού, t m = ο χρόνος συγκράτησης του μικυλλίου, K = η σταθερά κατανομής, V S = ο όγκος της φάσης του μικυλλίου, V M = ο όγκος της κινητής φάσης. Ο παράγοντας χωρητικότητας καθορίζει την ποιότητα του διαχωρισμού. Η τιμή του επηρεάζεται από τη συγκέντρωση της τασενεργής ουσίας, αλλά γενικά αυξάνεται γραμμικά με αύξηση της συγκέντρωσης. Ένα πρόβλημα που προκύπτει με τη χρήση ιονικών τασενεργών ουσιών, ειδικά όταν η συγκέντρωσή τους είναι υψηλή, είναι η αύξηση του παραγόμενου ρεύματος. Η διαχωριστική ικανότητα βελτιώνεται αυξάνοντας το συνολικό χρόνο έκλουσης όλων των συστατικών. Τα υδρόφιλα συστατικά που δεν αλληλεπιδρούν με το μικύλλιο εκλούονται με την ηλεκτροωσμωτική ροή και αυτά που συγκρατούνται από τα μικύλλια εκλούονται μαζί με αυτά. Η εκλεκτικότητα μπορεί εύκολα να τροποποιηθεί στην MEKC, μεταβάλλοντας τις φυσικές ιδιότητες του μικυλλίου, όπως το μέγεθος, το φορτίο ή τη γεωμετρία του, χρησιμοποιώντας διαφορετικές τασενεργές ενώσεις. Επίσης, μεταβολές στη συγκέντρωση του ρυθμιστικού διαλύματος, στο ph, στη θερμοκρασία ή η χρήση προσθέτων ενώσεων, όπως ουρία ή μεταλλικών ιόντων μπορούν να επηρεάσουν την εκλεκτικότητα. Η προσθήκη οργανικών τροποποιητών μεταβάλλει την αλληλεπίδραση προσδιοριζόμενου συστατικού μικυλλίου. Οι οργανικοί τροποποιητές που χρησιμοποιούνται συνήθως είναι η μεθανόλη, το ακετονιτρίλιο και η 2- S M ) 24

32 Είδη διαχωρισμού στην Τριχοειδή Ηλεκτροφόρηση προπανόλη. Όταν προστίθενται σε συγκεντρώσεις ως 50% v/v οι αλληλεπιδράσεις ανάμεσα στην προσδιοριζόμενη ένωση και στο μικύλλιο μειώνονται Τριχοειδής ηλεκτροφόρηση πηκτής (CGE) Η τριχοειδής ηλεκτροφόρηση πηκτής αρχικά εφαρμόστηκε το 1980 στις βιολογικές επιστήμες για διαχωρισμό μακρομορίων κατά μέγεθος, όπως πρωτεϊνών και νουκλεϊνικών οξέων [10,11]. Ο διαχωρισμός τους επιτυγχάνεται κατά τη διέλευσή τους από ένα κατάλληλο πολυμερές που δρα ως «μοριακό κόσκινο». Ο διαχωρισμός των συστατικών γίνεται σε ζώνες, όπως φαίνεται στο σχήμα 2.5. Τα πολυμερή μπορεί να είναι δεσμευμένα με ομοιοπολικό δεσμό, όπως το δις-πολυακρυλαμίδιο, με δεσμό υδρογόνου, όπως η αγαρόζη ή διαλύματα πολυμερών (όπως το πολυακριλαμίδιο και η μεθυλοκελουλόζη). Το πολυακριλαμίδιο, ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο υπόστρωμα, πολυμερίζεται συνήθως πάνω στο σωλήνα. Η παρασκευή τέτοιων πηκτών απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή, διότι ο γρήγορος πολυμερισμός, η χρήση μη απαερωμένων διαλυμάτων ή η προσθήκη χημικών ενώσεων με προσμίξεις συχνά οδηγούν στη δημιουργία φυσαλίδων στο σωλήνα ή στην παρασκευή ασταθών πηκτών με αποτέλεσμα ο διαχωρισμός να είναι ιδιαιτέρα επίπονος. Τα γραμμικά πολυμερή είναι συνήθως διαλύματα πολυμερών και μπορούν και αυτά να παρασκευαστούν πάνω στον σωλήνα, χωρίς όμως να είναι απαραίτητο. Τα πολυμερή που παρασκευάζονται εκτός του σωλήνα μπορούν να διαλυθούν στο ρυθμιστικό διάλυμα και να εισαχθούν υδροδυναμικά μέσα στον τριχοειδή σωλήνα. Η διαχωριστική ικανότητα και η απόδοση στη CGE είναι όμοια με αυτήν της CZE αφού και στις δυο τεχνικές ο διαχωρισμός γίνεται κατά ζώνες. Σχήμα 2.5. Διαχωρισμός με την τριχοειδή ηλεκτροφόρηση πηκτής. 25

33 Είδη διαχωρισμού στην Τριχοειδή Ηλεκτροφόρηση Τριχοειδής ισοηλεκτρική εστίαση (CIEF) Η τριχοειδής ισοηλεκτρική εστίαση είναι ένα είδος ηλεκτροφόρησης και εφαρμόζεται για το διαχωρισμό επαμφοτεριζόντων συστατικών, όπως πεπτίδια και πρωτεΐνες [12]. Οι επαμφοτερίζουσες ενώσεις χαρακτηρίζονται από μια τιμή ph στην οποία ο αριθμός των θετικών φορτίων είναι ισοδύναμος με τον αριθμό των αρνητικών φορτίων και η οποία λέγεται ισοηλεκτρικό σημείο (pi). Όταν το ph των προσδιοριζόμενων συστατικών είναι ίσο με το pi δεν μετακινούνται. Στην CIEF σχηματίζεται μέσα στο σωλήνα μια βαθμιδωτή μεταβολή τιμών ph χρησιμοποιώντας αμφολύτες, ενώσεις που περιέχουν ένα όξινο και ένα βασικό τμήμα. Κατά την εφαρμογή δυναμικού, το μίγμα των αμφολυτών διαχωρίζεται μέσα στο σωλήνα. Οι αμφολύτες που φορτίζονται θετικά μετακινούνται προς την κάθοδο, ενώ αυτοί που φορτίζονται αρνητικά προς την άνοδο. Έτσι το ph μειώνεται στην άνοδο και αυξάνεται στην κάθοδο. Το δείγμα εισάγεται στο σωλήνα από την άνοδο και πορεύεται προς τον ανιχνευτή. Κατά τη μετακίνησή του τα προσδιοριζόμενα συστατικά φτάνουν το pi σημείο τους, αποφορτίζονται και διακόπτεται η μετακίνησή τους. Η διαδικασία αυτή καλείται «εστίαση». Η ζώνη του κάθε συστατικού είναι αρκετά στενή, διότι αν εισαχθεί σε μια ζώνη με διαφορετικό ph θα φορτιστεί και θα μετακινηθεί. Τα διαφορετικού είδους συστατικά έχουν διαφορετικά pi και συνεπώς η μετακίνησή τους θα διακόπτεται σε διαφορετικά σημεία μέσα στο σωλήνα. Όταν σταματήσει η κίνηση όλων των συστατικών εφαρμόζεται δυναμικό και, κάτω από την επίδραση ηλεκτρικού πεδίου, τα συστατικά διαχωρίζονται. Η όλη διαδικασία απεικονίζεται στο σχήμα 2.6. Σχήμα 2.6. Διαχωρισμός με την ισοηλεκτρική εστίαση. 26

34 Είδη διαχωρισμού στην Τριχοειδή Ηλεκτροφόρηση Στην CIEF, η ηλεκτροωσμωτική ροή πρέπει να ελαττωθεί ή να εξαλειφθεί, επειδή η ροή μπορεί να παρασύρει τους αμφολύτες από τον τριχοειδή σωλήνα πριν την ολοκλήρωση της εστίασης. Μείωση της ηλεκτροωσμωτικής ροής μπορεί να επιτευχθεί με ομοιοπολική ή δυναμική επικάλυψη των τοιχωμάτων του σωλήνα. Η δυναμική επικάλυψη έχει το πλεονέκτημα ότι είναι απλή, αλλά δύσκολα έχουμε επαναλήψιμη ηλεκτροωσμωτική ροή. Η επικάλυψη, είτε δυναμική είτε ομοιοπολική, βοηθάει στην απομάκρυνση και μη απορρόφηση των πρωτεϊνών στα τοιχώματα του σωλήνα Ισοταχοφόρηση (ΙΤΡ) Η ισοταχοφόρηση εφαρμόζεται με επιτυχία από το 1970 για τον διαχωρισμό ανιόντων ή κατιόντων. Χρησιμοποιείται ένας συνδυασμός δυο ρυθμιστικών διαλυμάτων εκ των οποίων το ένα έχει την υψηλότερη ευκινησία από όλα τα προσδιοριζόμενα συστατικά και καλείται οδηγός ηλεκτρολύτης και το άλλο τη χαμηλότερη ευκινησία και ονομάζεται ουραγός ηλεκτρολύτης. Με εφαρμογή ηλεκτρικού πεδίου, ο διαχωρισμός των συστατικών πραγματοποιείται ανάμεσα στη ζώνη του οδηγού και του ουραγού ηλεκτρολύτη ανάλογα με την ευκινησία του κάθε συστατικού, όπως απεικονίζεται στο σχήμα 2.7. Ο διαχωρισμός των συστατικών βασίζεται στη μετακίνησή τους με την ίδια ταχύτητα και στην εστίαση των ζωνών που σχηματίζει το κάθε συστατικό. Η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου είναι αντιστρόφως ανάλογη της ευκινησίας των ιόντων σε κάθε ζώνη και συνεπώς έχουμε βαθμιδωτή μεταβολή της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου (V = μ e E). Έτσι, αν ένα ιόν διαχυθεί σε μια γειτονική ζώνη, τότε η ταχύτητα του μεταβάλλεται αμέσως και επιστρέφει στην αρχική του θέση. Σχήμα 2.7. Ανιονική ισοταχοφόρηση. 27

35 Είδη διαχωρισμού στην Τριχοειδή Ηλεκτροφόρηση Τριχοειδής ηλεκτροχρωματογραφία (CEC) Η τριχοειδής ηλεκτροχρωματογραφία είναι μια σύγχρονη τεχνική, υβρίδιο της τριχοειδούς ηλεκτροφόρησης και της υγρής χρωματογραφίας υψηλής πίεσης [13,14]. Εκμεταλλεύεται τις ιδιότητες των δυο αυτών τεχνικών με σκοπό τη βελτίωση της εκλεκτικότητας και της απόδοσης του διαχωρισμού. Είναι απλή και οικονομική. Με την τεχνική αυτή μπορούμε να διαχωρίσουμε ανιόντα, κατιόντα αλλά και ουδέτερες ενώσεις. Η πιο βασική διαφορά ανάμεσα στις τεχνικές HPLC, CE και CEC είναι η φύση του διαχωρισμού. Στην CE, ο διαχωρισμός επιτυγχάνεται εξαιτίας της διαφορετικής μετακίνησης των συστατικών κατά την επίδραση ηλεκτρικού πεδίου, ενώ στην HPLC βασίζεται στη διαφορετική κατανομή των δυο ενώσεων ανάμεσα στη στατική και στην κινητή φάση. Στην CEC, έχουμε συνδυασμό των δυο παραπάνω τύπων διαχωρισμού, με τη διαφορά ότι δεν χρειάζονται αντλίες για την εφαρμογή υψηλών πιέσεων. Επιπλέον, η απόδοση του διαχωρισμού στην CEC είναι περισσότερο ικανοποιητική σε σύγκριση με την HPLC και ο χρόνος ανάλυσης πιο σύντομος. Η τριχοειδής ηλεκτροχρωματογραφία χρησιμοποιεί τριχοειδείς σωλήνες από τηγμένο SiO 2, μήκους 25 έως 40cm και εσωτερικής διαμέτρου 100μm. Το υλικό πλήρωσης των στηλών είναι κόκκοι από τηγμένο SiO 2 με διάμετρο πόρων από 1,5 έως 3μm, οι οποίοι δεσμεύονται στη μη πολική στατική φάση. Η οργανολογία που χρησιμοποιείται είναι η ίδια με αυτήν της τριχοειδούς ηλεκτροφόρησης, αλλά είναι σημαντικό στη στήλη να μπορεί να εφαρμοστεί πίεση και στις δυο άκρες του σωλήνα, της τάξης των 2 έως 12bar, προκειμένου να αποτραπεί ο σχηματισμός φυσαλίδων, ιδιαίτερα κατά την πλήρωση των στηλών. Στη στήλη εφαρμόζεται δυναμικό συνήθως 300kV και οι ταχύτητες ροής φτάνουν μέχρι 3mm/sec. Η εισαγωγή του δείγματος γίνεται συνήθως ηλεκτροκινητικά, αλλά μπορεί να γίνει και υδροδυναμικά με εφαρμογή πίεσης. Ο υδροδυναμικός τρόπος συνοδεύεται από μεγάλους χρόνους εισαγωγής δείγματος, ενώ ο ηλεκτροκινητικός ενδέχεται να επηρεάζεται από το υπόστρωμα. Ο διαχωρισμός των ουδέτερων ενώσεων βασίζεται στην κατανομή 28

36 Είδη διαχωρισμού στην Τριχοειδή Ηλεκτροφόρηση τους ανάμεσα στη στατική φάση και στο ρυθμιστικό διάλυμα, το οποίο έχει το ρόλο της κινητής φάσης. 29

37 3. ΟΡΓΑΝΟΛΟΓΙΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΤΡΙΧΟΕΙΔΟΥΣ ΗΛΕΚΤΡΟΦΟΡΗΣΗΣ Η οργανολογία του συστήματος της τριχοειδούς ηλεκτροφόρησης είναι ιδιαίτερα απλή. Μια τυπική σχηματική διάταξη δίνεται στο σχήμα 3.1. Τα βασικά τμήματα από τα οποία αποτελείται ένα σύστημα CE είναι ένα σύστημα εισαγωγής του δείγματος, ένα τροφοδοτικό, ένας τριχοειδής σωλήνας, ένας ανιχνευτής και ένα καταγραφικό. Επιπλέον, τα περισσότερα συστήματα συνοδεύονται από έναν αυτόματο δειγματολήπτη, μια μονάδα θερμοστάτησης του σωλήνα και ένα λογισμικό μέσω του οποίου ρυθμίζονται οι λειτουργίες του συστήματος. Συνοπτικά, τα δυο άκρα του τριχοειδούς σωλήνα τοποθετούνται μέσα σε δοχεία, το περιεχόμενο των οποίων είναι το ίδιο με αυτό του σωλήνα. Το δείγμα εισάγεται στον τριχοειδή σωλήνα με αντικατάσταση ενός από τα δοχεία, συνήθως στην άνοδο, με ένα δοχείο που το περιέχει και εφαρμόζοντας ηλεκτρικό πεδίο ή εξωτερική πίεση, με τη βοήθεια ηλεκτροδίων που τοποθετούνται μέσα στα δοχεία. Μετά την αντικατάσταση του δοχείου του ρυθμιστικού διαλύματος και την εφαρμογή του ηλεκτρικού πεδίου, επιτυγχάνεται ο διαχωρισμός. Η ανίχνευση πραγματοποιείται στο αντίθετο άκρο του τριχοειδούς σωλήνα. Παρακάτω εξετάζονται λεπτομερώς τα μέρη ενός συστήματος τριχοειδούς ηλεκτροφόρησης. Σχήμα 3.1. Τυπική διάταξη της τριχοειδούς ηλεκτροφόρησης. 30

38 Οργανολογία συστήματος Τριχοειδούς Ηλεκτροφόρησης Σύστημα εισαγωγής δείγματος Η βασική λειτουργία αυτού του συστήματος είναι η εισαγωγή του δείγματος μέσα στον τριχοειδή σωλήνα με επαναλήψιμο τρόπο προκειμένου να επιτευχθεί υψηλή απόδοση και ακριβής ποσοτικός προσδιορισμός. Στο σύστημα εισάγονται μικροί όγκοι δείγματος και, όπως ειπώθηκε, το μήκος της ζώνης του δείγματος είναι μια κρίσιμη παράμετρος, η οποία δεν πρέπει να υπερβαίνει το 1-2% του συνολικού μήκους του τριχοειδούς σωλήνα. Οι πιο συνηθισμένοι τρόποι εισαγωγής δείγματος είναι η υδροδυναμική και η ηλεκτροκινητική, όπως φαίνεται στο σχήμα 3.2. Υδροδυναμική εισαγωγή του δείγματος Ο περισσότερο διαδεδομένος τρόπος εισαγωγής του δείγματος είναι η υδροδυναμική έγχυση, η οποία μπορεί να πραγματοποιηθεί με εφαρμογή διαφορετικής πίεσης κατά μήκος του σωλήνα ή με εφαρμογή κενού στο άκρο εξόδου του τριχοειδούς σωλήνα. Με αυτούς τους τρόπους προκαλείται αναρρόφηση του δείγματος και εισαγωγή του στον τριχοειδή σωλήνα. Σχήμα 3.2. Υδροδυναμικός και ηλεκτροκινητικός τρόπος εισαγωγής του δείγματος. 31

39 Οργανολογία συστήματος Τριχοειδούς Ηλεκτροφόρησης Ο εγχυόμενος όγκος του δείγματος υπολογίζεται από την παρακάτω εξίσωση: V inj 4 ΔP d π t = n L 3 όπου, Δ P = η διαφορά πίεσης που εφαρμόζεται στο σωλήνα (Pa), d = η εσωτερική διάμετρος του σωλήνα (m), t = η χρονική διάρκεια της εφαρμοζόμενης πίεσης (s), n = το ιξώδες του ρυθμιστικού διαλύματος (kg.m -1.s -1 ), L = το μήκος του τριχοειδούς σωλήνα (m). Ο παράγοντας 10 3 μετατρέπει τα cm 3 σε L [15]. Ο υδροδυναμικός τρόπος εισαγωγής είναι περισσότερο επαναλήψιμος και ο εισαγόμενος όγκος δείγματος είναι αντιπροσωπευτικός του συνολικού δείγματος. Ηλεκτροκινητική εισαγωγή του δείγματος Η ηλεκτροκινητική έγχυση πραγματοποιείται με εφαρμογή δυναμικού με ορισμένη χρονική διάρκεια. Συνήθως, η ένταση του εφαρμοζόμενου δυναμικού είναι 3 ως 5 φορές μικρότερη από αυτήν που εφαρμόζεται για τον διαχωρισμό. Ο εισαγόμενος όγκος εξαρτάται από τη συγκέντρωση του δείγματος, την ένταση του εφαρμοζόμενου δυναμικού, τη χρονική διάρκεια εφαρμογής του, τις διαστάσεις του σωλήνα και τις ηλεκτροφορητικές και ηλεκτροωσμωτικές ευκινησίες των προσδιοριζόμενων συστατικών, όπου για τα ιονικά συστατικά τα πιο ευκίνητα ιόντα εισάγονται σε μεγαλύτερο βαθμό από τα λιγότερο ευκίνητα. Ο εγχυόμενος όγκος υπολογίζεται από την παρακάτω εξίσωση: V inj ( μi + μ = EOF ) V r L 2 π t όπου, μ i = η ευκινησία του προσδιοριζόμενου συστατικού, μ EOF = η ευκινησία της ηλεκτροωσμωτικής ροής, t = η χρονική διάρκεια του εφαρμοζόμενου δυναμικού, V = η ένταση του εφαρμοζόμενου δυναμικού, L = το μήκος του τριχοειδούς σωλήνα, r = η ακτίνα του τριχοειδούς σωλήνα. 32

40 Οργανολογία συστήματος Τριχοειδούς Ηλεκτροφόρησης Κατά τον ηλεκτροκινητικό τρόπο έγχυσης, το προσδιοριζόμενο συστατικό εισάγεται στον τριχοειδή σωλήνα και μετακινείται με την επίδραση της ηλεκτροωσμωτικής ροής. Ένα σοβαρό μειονέκτημα αυτού του τρόπου εισαγωγής είναι, ότι η ποσότητα που εισάγεται εξαρτάται από την ηλεκτροφορητική ευκινησία του κάθε συστατικού. Έτσι, συστατικά με μεγάλη ευκινησία (μικρά και θετικά φορτισμένα ιόντα) εισάγονται σε μεγαλύτερο ποσοστό από συστατικά με μικρή ευκινησία (μικρά και αρνητικά φορτισμένα ιόντα. Γενικά, η ηλεκτροκινητική έγχυση δεν είναι τόσο επαναλήψιμη όσο η υδροδυναμική, αλλά παρά τους ποσοτικούς περιορισμούς εφαρμόζεται επειδή: 1. είναι απλή, 2. συστατικά με μικρή ευκινησία που παρεμποδίζουν τον διαχωρισμό μπορούν να απομακρυνθούν, 3. δεν απαιτείται επιπλέον οργανολογία, και 4. είναι δυνατή η εισαγωγή παχύρρευστων υγρών. Προσυγκέντρωση του δείγματος στον τριχοειδή σωλήνα (stacking) Όταν η ευαισθησία μιας μεθόδου είναι περιορισμένη, το δείγμα μπορεί να εισαχθεί κατά τέτοιο τρόπο, ώστε η συγκέντρωση του προσδιοριζόμενου συστατικού να είναι μεγαλύτερη μέσα στον τριχοειδή σωλήνα (stacking). H διαδικασία αυτή πραγματοποιείται με διάλυση του δείγματος σε ένα διάλυμα, του οποίου η ιονική ισχύς είναι σημαντικά μικρότερη από αυτήν του ρυθμιστικού διαλύματος. Επειδή η συγκέντρωση των ιόντων στη ζώνη του δείγματος είναι μικρότερη από ότι στο ρυθμιστικό διάλυμα, η αντίσταση που παρουσιάζει είναι μεγαλύτερη. Σύμφωνα με τον νόμο του Ohm, η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου είναι ανάλογη της έντασης του ηλεκτρικού ρεύματος και της αντίστασης. Επειδή, η ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος που διέρχεται από τον τριχοειδή σωλήνα είναι σταθερή, συμπεραίνεται ότι η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου είναι μεγαλύτερη στη ζώνη του δείγματος σε σχέση με αυτήν που αναπτύσσεται στο ρυθμιστικό διάλυμα. Η ηλεκτροφορητική ταχύτητα ενός συστατικού είναι ανάλογη της έντασης του εφαρμοζόμενου πεδίου και συνεπώς τα ιόντα στη ζώνη του δείγματος μετακινούνται με μεγαλύτερη ταχύτητα. Όταν τα προσδιοριζόμενα συστατικά βρεθούν στο όριο ανάμεσα στη ζώνη του δείγματος και στο ρυθμιστικό διάλυμα, η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου και η 33

41 Οργανολογία συστήματος Τριχοειδούς Ηλεκτροφόρησης ηλεκτροφορητική ταχύτητα μειώνονται, προκαλώντας συστατικών σχηματίζοντας μια στενή ζώνη δείγματος. τη συσσώρευση των Σύστημα διαχωρισμού στην τριχοειδή ηλεκτροφόρηση Το σύστημα διαχωρισμού στην τριχοειδή ηλεκτροφόρηση περιλαμβάνει τον τριχοειδή σωλήνα, το σύστημα θερμοστάτησης του τριχοειδούς σωλήνα και το τροφοδοτικό. Τριχοειδής σωλήνας Οι ιδιότητες που θα πρέπει να έχει ένας τριχοειδής σωλήνας είναι οι εξής: 1. θα πρέπει να είναι χημικά και ηλεκτρικά αδρανής, 2. διάφανος στο UV-Vis, 3. εύκαμπτος, 4. εύρωστος, και 5. οικονομικός. Το υλικό που χρησιμοποιείται περισσότερο για την κατασκευή των τριχοειδών σωλήνων είναι το τηγμένο SiO 2, το οποίο χρησιμοποιείται, επίσης, για την κατασκευή των οπτικών κυψελίδων και των στηλών στην αέρια χρωματογραφία. Η ανθεκτικότητα των σωλήνων βελτιώνεται με επικάλυψη των τοιχωμάτων με ένα στρώμα πολυϊμιδίου. Για την ανίχνευση, ένα οπτικό παράθυρο μπορεί εύκολα να εμφανιστεί με απομάκρυνση ενός τμήματος από την προστατευτική επικάλυψη του πολυϊμιδίου. Οι τριχοειδείς σωλήνες που συνήθως χρησιμοποιούνται έχουν εσωτερική διάμετρο από 25 έως 100 μm, εξωτερική διάμετρο από 100 έως 400 μm και μήκος από 25 έως 100 cm. Το μήκος του σωλήνα επιδρά στον χρόνο ανάλυσης και γι αυτό στις περισσότερες περιπτώσεις χρησιμοποιούνται σωλήνες μικρού μήκους. Ένα άλλο υλικό που χρησιμοποιείται στην τριχοειδή ηλεκτροφόρηση είναι το τεφλόν, αν και δεν είναι τόσο διαδεδομένο όσο το τηγμένο SiO 2. Το τεφλόν είναι διάφανο στο UV και δεν απαιτεί ειδικό οπτικό παράθυρο. Έχει το μειονέκτημα ότι δύσκολα μπορούν να επιτευχθούν ομοιογενείς εσωτερικές διάμετροι και παρουσιάζει προβλήματα απορρόφησης του δείγματος. Για το λόγο αυτό, η χρήση του είναι περιορισμένη. 34

42 Οργανολογία συστήματος Τριχοειδούς Ηλεκτροφόρησης Προετοιμασία του τριχοειδή σωλήνα πριν την ανάλυση Η προετοιμασία του τριχοειδή σωλήνα πριν τον διαχωρισμό είναι πολύ σημαντική για την πραγματοποίηση επαναλήψιμων αναλύσεων. Το στάδιο αυτό είναι απαραίτητο προκειμένου η επιφάνεια του σωλήνα να διατηρείται κατά επαναλήψιμο τρόπο. Όμως, η προσρόφηση του δείγματος στα τοιχώματα του τριχοειδή σωλήνα και οι μεταβολές στην ηλεκτροωσμωτική ροή δεν το επιτρέπουν πάντοτε. Ο πιο συνηθισμένος τρόπος πλύσης είναι με χρήση διαλυμάτων βάσεων προκειμένου να απομακρυνθούν οι ενώσεις που έχουν προσροφηθεί στα τοιχώματα και να ανανεωθεί η επιφάνεια με αποπρωτονίωση των σιλανολικών ομάδων. Μια τυπική μέθοδος πλυσίματος του σωλήνα είναι η διέλευση διαλύματος NaOH συγκέντρωσης 1 mol l -1 και στη συνέχεια ρυθμιστικού διαλύματος. Σε ορισμένα στάδια πλύσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν διαλύματα ισχυρών οξέων και οργανικών ενώσεων, όπως μεθανόλη ή διμεθυλοσουλφοξείδιο. Ένα πιθανό πρόβλημα που ανακύπτει κατά την ενεργοποίηση του τριχοειδή σωλήνα με διαλύματα βάσεων, ειδικά όταν χρησιμοποιούνται ρυθμιστικά διαλύματα με χαμηλές τιμές ph, είναι μια υστέρηση του φορτίου στα τοιχώματα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την εμφάνιση μη επαναλήψιμης ηλεκτροωσμωτικής ροής και συνεπώς μεγάλο χρόνο εξισορρόπησης. Θερμοστάτηση του τριχοειδή σωλήνα Είναι σημαντικός ο έλεγχος της θερμοκρασίας του τριχοειδή σωλήνα για τη λήψη επαναλήψιμων αποτελεσμάτων. Οι μεταβολές στη θερμοκρασία δεν θα πρέπει να υπερβαίνουν το ± 0,1 ο C προκειμένου ο χρόνος μετακίνησης να είναι επαναλήψιμος, το σύστημα να μην επηρεάζεται από αλλαγές της θερμοκρασίας περιβάλλοντος και επιπλέον επειδή το ιξώδες του δείγματος εξαρτάται από τη θερμοκρασία. Η θερμοστάτηση πραγματοποιείται με τοποθέτηση του τριχοειδή σωλήνα είτε σε ρεύμα αέρα υψηλής ταχύτητας είτε μέσα σ ένα ψυκτικό διάλυμα, όπως φαίνεται στο σχήμα 3.3. Ενώ η θερμοστάτηση με ψυκτικό διάλυμα είναι θεωρητικά πιο αποτελεσματική, συνήθως χρησιμοποιείται η θερμοστάτηση με ρεύμα αέρα εξαιτίας της απλής οργανολογίας που απαιτείται, της ευκολίας στη 35

43 Οργανολογία συστήματος Τριχοειδούς Ηλεκτροφόρησης Σχήμα 3.3. Επίδραση θερμοστάτησης στον διαχωρισμό. χρήση και επίσης, επειδή είναι περισσότερο επαρκής για τις ποσότητες θερμότητας που αναπτύσσονται στην τριχοειδή ηλεκτροφόρηση. Τροφοδοτικό σύστημα Στην τριχοειδή ηλεκτροφόρηση ο διαχωρισμός πραγματοποιείται με την εφαρμογή ηλεκτρικού πεδίου. Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιούνται τροφοδοτικά συστήματα παραγωγής δυναμικού της τάξεως των 30kV. Ο χρόνος μετακίνησης επηρεάζεται από το δυναμικό και προκειμένου να είναι επαναλήψιμος οι μεταβολές στην ένταση του ηλεκτρικού πεδίου δεν θα πρέπει να υπερβαίνουν το ± 0,1%. Υψηλά δυναμικά είναι επιθυμητά διότι μειώνουν τον χρόνο ανάλυσης και αυξάνουν την απόδοση του διαχωρισμού. Επίσης, το τροφοδοτικό θα πρέπει να έχει τη δυνατότητα αντιστροφής της πολικότητάς του. Κάτω από κανονικές συνθήκες, το δείγμα εισάγεται στην άνοδο και η ηλεκτροωσμωτική ροή κινείται προς την κάθοδο. Ωστόσο, αν η ηλεκτροωσμωτική ροή μειωθεί ή αντιστραφεί, θα πρέπει να αντιστραφεί η πολικότητα των ηλεκτροδίων, δηλαδή το σημείο της εισαγωγής να βρίσκεται στην κάθοδο. Από τη στιγμή που τα σημεία εισόδου και εξόδου του σωλήνα είναι γεωμετρικά προκαθορισμένα, η μετατροπή της πολικότητας θα πρέπει να 36

44 Οργανολογία συστήματος Τριχοειδούς Ηλεκτροφόρησης γίνεται από το τροφοδοτικό. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιείται συνήθως ένα τροφοδοτικό διπλής πολικότητας. Οι αναλύσεις πραγματοποιούνται, τις περισσότερες φορές, με την εφαρμογή δυναμικού σταθερής έντασης. Παρ όλα αυτά, το τροφοδοτικό θα πρέπει να έχει την ικανότητα εφαρμογής δυναμικού βαθμωτής έντασης κατά τη διάρκεια μιας ανάλυσης (field programming). Το πρόγραμμα αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αυξήσει απότομα την τιμή του δυναμικού στην αρχή της ανάλυσης προκειμένου να αποφευχθεί ταχεία θέρμανση, θερμική διαστολή του ρυθμιστικού διαλύματος ή πρόωρη απομάκρυνση του δείγματος από τον τριχοειδή σωλήνα. Ο τρόπος αυτός είναι ιδιαίτερα χρήσιμος για τη μείωση του χρόνου ανάλυσης πολύπλοκων δειγμάτων και για τη συλλογή κλασμάτων Σύστημα ανίχνευσης Η ανίχνευση των προσδιοριζόμενων συστατικών μπορεί να πραγματοποιηθεί πάνω στον τριχοειδή σωλήνα (on-capillary) ή εκτός του συστήματος της τριχοειδούς ηλεκτροφόρησης (off-capillary). Εξαιτίας των μικρών διαστάσεων του σωλήνα και του πολύ μικρού πλάτους των διαχωριζόμενων συστατικών, προτιμάται η ανίχνευση πάνω στο σωλήνα. Ο ανιχνευτής είναι τοποθετημένος πάνω στο σωλήνα, οπότε μέρος του ίδιου του σωλήνα αποτελεί την κυψελίδα. Για τους διαχωρισμούς δε χρησιμοποιείται το συνολικό μήκος του σωλήνα (total length), αλλά η απόσταση από το σημείο εισαγωγής του δείγματος μέχρι το σημείο όπου πραγματοποιείται η ανίχνευση (effective length). Με την on-column ανίχνευση αποφεύγεται η ανάγκη σταθερής παροχής ροής (και επομένως αντλίας), η χρήση επιπλέον σωληνώσεων για τη σύνδεση των διαφόρων τμημάτων του συστήματος και η χρήση εξαρτημάτων που εξασφαλίζουν χαμηλούς νεκρούς όγκους, συνθήκες απαραίτητες στην HPLC. Επίσης, με την on-column ανίχνευση αποφεύγεται η διαπλάτυνση των ζωνών των προσδιοριζόμενων συστατικών, που οφείλεται στη μεταφορά του δείγματος από το σύστημα διαχωρισμού σ έναν ανιχνευτή εκτός του συστήματος. Η επιλογή του τρόπου ανίχνευσης βασίζεται στη χαρακτηριστική ιδιότητα που έχει το συστατικό που πρόκειται να προσδιοριστεί. Πολλά εμπορικά συστήματα είναι διαθέσιμα για την ανίχνευση σε ένα σύστημα τριχοειδούς 37

45 Οργανολογία συστήματος Τριχοειδούς Ηλεκτροφόρησης ηλεκτροφόρησης. Τα χαρακτηριστικά του καθενός συστήματος ανίχνευσης παρατίθεται παρακάτω. Ανίχνευση με μέτρηση της απορρόφησης υπεριώδους (UV) 1. Ο τριχοειδής σωλήνας από τηγμένο SiO 2 είναι κατάλληλος για UV ανίχνευση. Η εξωτερική επίστρωση από πολυϊμίδιο μπορεί να απομακρυνθεί προκειμένου να δημιουργηθεί ένα «παράθυρο» ανίχνευσης. 2. Στις περισσότερες περιπτώσεις, χρησιμοποιούνται εμπορικοί UV ανιχνευτές, οι οποίοι αρχικά σχεδιάστηκαν για την HPLC, αντικαθιστώντας την κυψελίδα ροής με ένα σωλήνα για ανίχνευση πάνω στον σωλήνα (on-capillary). 3. Όταν η ανίχνευση πραγματοποιείται πάνω στο σωλήνα, η ευαισθησία του διαχωρισμού καθορίζεται από το μήκος διαδρομής και συνεπώς από την εσωτερική διάμετρο. Για το λόγο αυτό, σε τέτοιου είδους συστήματα η ευαισθησία είναι μειωμένη και πετυχαίνονται όρια ανίχνευσης της τάξεως των 10-5 έως 10-6 mol l -1. Προκειμένου να αυξηθεί το μήκος διαδρομής και άρα η ευαισθησία, ο σωλήνας στο «παράθυρο» του ανιχνευτή μπορεί να πάρει σχήμα Ζ. Σε αυτήν την περίπτωση το όριο ανίχνευσης μπορεί να φτάσει μέχρι 10-8 mol l -1. Επιπλέον, η ευαισθησία μπορεί να βελτιωθεί με τη χρήση οπτικών ινών. Ανίχνευση παράταξης φωτοδιόδων (PDA) Ένας ανιχνευτής παράταξης φωτοδιόδων αποτελείται από αχρωματικούς φακούς προκειμένου να εστιαστεί το φως στο σωλήνα. Η παράταξη αυτή αποτελείται από έναν αριθμό φωτοδιόδων, καθεμιά από τις οποίες, χρησιμοποιείται για τη μέτρηση φάσματος στενού εύρους. Τα πλεονεκτήματα που προσφέρει αυτό το είδος ανίχνευσης είναι τα εξής: 1. Ο PDA ανιχνευτής μπορεί να καταγράψει ένα φάσμα πολλαπλών μηκών κύματος για ένα δείγμα και να οδηγήσει στην ταυτοποίηση αγνώστων ενώσεων. Αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο όταν τα μέγιστα μήκη κύματος των προσδιοριζόμενων ενώσεων είναι διαφορετικά. 2. Μπορεί να γίνει έλεγχος καθαρότητας κορυφής. 3. Μπορεί να ληφθεί λόγος απορροφήσεων σε διαφορετικά μήκη κύματος, προκειμένου να εξακριβωθεί αν υπάρχει μερική αλληλοεπικάλυψη των κορυφών σε ένα ηλεκτροφερογράφημα. 38

46 Οργανολογία συστήματος Τριχοειδούς Ηλεκτροφόρησης 4. Με τον PDA ανιχνευτή μπορούν να προσδιοριστούν συστατικά για τα οποία το φάσμα αλληλεπικαλύπτεται σε όλα τα μήκη κύματος. Αυτό μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας ένα επιπλέον μήκος κύματος, ως μήκος κύματος αναφοράς. Ανίχνευση φθορισμομετρική 1. Το κυριότερο πλεονέκτημα της φθορισμομετρικής ανίχνευσης είναι η υψηλή ευαισθησία που μπορεί εύκολα να επιτευχθεί. Για ενώσεις που δεν φθορίζουν, μπορεί να γίνει παραγωγοποίηση πριν ή μετά τον διαχωρισμό προκειμένου να εισαχθούν στα μόρια των προσδιοριζόμενων ενώσεων τμήματα που να φθορίζουν. 2. Χρησιμοποιούνται λέιζερ ως πηγές διέγερσης σε σωλήνες με διάμετρο μικρότερη από 50 μm επειδή έχουν την ικανότητα να εστιάζονται σε μικρότερους όγκους από αυτούς στους οποίους μπορεί να εστιάσει ένας λαμπτήρας τόξου διέγερσης. Στους φθορισμομετρικούς προσδιορισμούς έχει γίνει πολύ δημοφιλής ο επαγωγικός φθορισμός, με χρήση ακτινών λέιζερ, όπου η ακτινοβολία διέγερσης εκπέμπεται από μια πηγή He-Cd [16]. Το μειονέκτημα των λέιζερ είναι ότι το εύρος των μηκών κύματος είναι περιορισμένο και ότι υπάρχει η πιθανότητα να προκληθεί αποσύνθεση από την υψηλή ένταση του φωτός. Ανίχνευση αγωγιμομετρική 1. Η αγωγιμότητα του διαλύματος υπολογίζεται τοποθετώντας ένα ζεύγος ηλεκτροδίων στον τριχοειδή σωλήνα και μετρώντας τη διέλευση του ρεύματος ανάμεσα από τα ηλεκτρόδια συναρτήσει του δυναμικού. 2. Είναι ιδιαίτερα χρήσιμη για συστατικά που δεν μπορούν να ανιχνευτούν εύκολα με UV απορρόφηση. Ο ποσοτικός προσδιορισμός των συστατικών πραγματοποιείται με τη χρήση εσωτερικού προτύπου. 3. Η ευαισθησία ενός προσδιορισμού μπορεί να βελτιωθεί, διατηρώντας σταθερό το λόγο της συγκέντρωσης του προσδιοριζόμενου ιόντος προς τη συγκέντρωση του υποστρώματος, καθώς αραιώνεται το τελευταίο, χωρίς να μειωθεί η απόδοση του διαχωρισμού. 39

47 Οργανολογία συστήματος Τριχοειδούς Ηλεκτροφόρησης 4. Η απόκριση του ανιχνευτή εξαρτάται γραμμικά από την ευκινησία των προσδιοριζόμενων συστατικών. Ο χρόνος μετακίνησης σχετίζεται επίσης με την ιονική ευκινησία, και συνεπώς το εμβαδόν της κορυφής σχετίζεται με το χρόνο μετακίνησης. Ανίχνευση αμπερομετρική 1. Η αμπερομετρική ανίχνευση είναι μια από τις πιο ευαίσθητες τεχνικές ανίχνευσης σε ηλεκτροφορητικούς διαχωρισμούς. 2. Η σύζευξη του αμπερομετρικού ανιχνευτή με τον σωλήνα πετυχαίνεται με τη χρήση μια γυάλινης, πορώδους, ηλεκτρικά αγώγιμης ένωσης. Το πλεονέκτημα χρήσης αυτής της ένωσης είναι η αποσύνδεση του ηλεκτροχημικού ανιχνευτή από τον σωλήνα με αποτέλεσμα να μην παρεμποδίζεται το σήμα του ανιχνευτή από ηλεκτροφορετικό ρεύμα. 3. Η ηλεκτροωσμωτική ροή λειτουργεί ως ηλεκτροωσμωτική αντλία, αναγκάζοντας τα προσδιοριζόμενα συστατικά να διέλθουν από την ένωση και από τον ανιχνευτή. Έτσι, το μικροηλεκτρόδιο εργασίας από άνθρακα τοποθετείται στην έξοδο του τριχοειδή σωλήνα για απευθείας ανίχνευση. 4. Η αμπερομετρική ανίχνευση χρησιμοποιείται μόνο για μερικές τάξεις ενώσεων που οξειδώνονται εύκολα στην επιφάνεια του άνθρακα, όπως κατεχόλες, κατεχολαμίνες και βιταμίνη Β 6. Ανίχνευση έμμεση Ουσίες που δεν φθορίζουν ή απορροφούν στην υπεριώδη περιοχή, μπορούν να ανιχνευθούν με έμμεσο τρόπο, όπου χρησιμοποιείται ένα έντονα φθορίζον ηλεκτροφορητικό ρυθμιστικό διάλυμα ή ένα διάλυμα που απορροφά στην υπεριώδη περιοχή με αποτέλεσμα να έχουμε ένα υψηλό σήμα υποβάθρου. Έτσι, τα προσδιοριζόμενα συστατικά δίνουν αρνητικές κορυφές, όπως φαίνεται στο σχήμα 3.4. Τα πλεονεκτήματα αυτού του είδους ανίχνευσης είναι: 1. Χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό συστατικών που δεν έχουν χρωμοφόρες ή φθορίζουσες ομάδες μέσα στο μόριο τους. 2. Συμβάλλει στη διεύρυνση της εφαρμοσιμότητας των αρκετά ευαίσθητων αλλά εκλεκτικών ανιχνευτών. 40

48 Οργανολογία συστήματος Τριχοειδούς Ηλεκτροφόρησης Σχήμα 3.4. Έμμεση ανίχνευση. 3. Ο ποσοτικός προσδιορισμός είναι ευκολότερος, αφού αποφεύγεται η επίπονη χημική διαδικασία της παραγωγοποίησης. 4. Δεν είναι καταστροφική τεχνική, αφού δεν υπάρχει κάποιο στάδιο χημικής επεξεργασίας. Το μειονέκτημα αυτής της ανίχνευσης είναι: 1. Η δυναμική γραμμική περιοχή είναι συνήθως περιορισμένη Σύστημα καταγραφής Τα περισσότερα όργανα τριχοειδούς ηλεκτροφόρησης συνοδεύονται από ένα σύστημα καταγραφής των κορυφών και αποτίμησης των αποτελεσμάτων. Σε αντίθεση με την HPLC, η αποτίμηση των κορυφών γίνεται διαιρώντας το εμβαδόν της κορυφής με το χρόνο μετακίνησης του κάθε συστατικού και αυτό γίνεται επειδή το εμβαδόν της κορυφής εξαρτάται από τους χρόνους παραμονής του κάθε συστατικού στο «παράθυρο» ανίχνευσης. Συστατικά με μικρή ευκινησία παραμένουν στο «παράθυρο» ανίχνευσης για μεγαλύτερο χρονικό 41

49 Οργανολογία συστήματος Τριχοειδούς Ηλεκτροφόρησης διάστημα από αυτά που έχουν μεγάλη ευκινησία και συνεπώς το εμβαδόν της κορυφής που αντιστοιχεί σε αυτά είναι μεγαλύτερο. 42

50 4. ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΤΡΙΧΟΕΙΔΟΥΣ ΗΛΕΚΤΡΟΦΟΡΗΣΗΣ Η τριχοειδής ηλεκτροφόρηση έχει ευρεία εφαρμογή σε διάφορους τομείς της χημικής ανάλυσης. Συγκεκριμένα: Φαρμακευτική ανάλυση Έλεγχος καθαρότητας και σταθερότητας φαρμακευτικών ουσιών, έλεγχος τελικού προϊόντος, προσδιορισμός ιόντων και βιταμινών, διαχωρισμός εναντιομερών ενώσεων, έλεγχος ενδιαμέσων σταδίων Βιολογία Προσδιορισμός πεπτιδίων, πρωτεϊνών, DNA, υδατανθράκων, ολιγονουκλεοτιδίων, κυττάρων και ιών Ανάλυση τροφίμων Προσδιορισμός ανόργανων κατιόντων/ανιόντων, οργανικών οξέων, αμινοξέων, υδατανθράκων, βιταμινών Περιβαλλοντική ανάλυση Προσδιορισμός φυτοφαρμάκων, PAHs, ανόργανων ιόντων, μεταβατικών μετάλλων, τασενεργών ενώσεων, χρωμάτων, πολυμερών Τοξικολογία Έλεγχος κατάχρησης ναρκωτικών ουσιών Επειδή από τους παραπάνω τομείς, η τριχοειδής ηλεκτροφόρηση εφαρμόζεται περισσότερο στη φαρμακευτική ανάλυση, γι αυτό το λόγο θα αναφερθεί παρακάτω με περισσότερη λεπτομέρεια ο τρόπος εφαρμογής της. Φαρμακευτική ανάλυση Η τριχοειδής ηλεκτροφόρηση χρησιμοποιείται σήμερα ως τεχνική ρουτίνας στα εργαστήρια της φαρμακοβιομηχανίας, σε συνδυασμό με την HPLC. Οι εφαρμογές της στη φαρμακοβιομηχανία καλύπτουν κυρίως τους τομείς του 43

51 ελέγχου καθαρότητας, ποσοτικών προσδιορισμών, διαχωρισμού εναντιομερών μορφών των φαρμάκων σε συγκεντρώσεις της τάξης του 0,1%, και προσδιορισμού της στοιχειομετρίας των δραστικών ουσιών. Έλεγχος καθαρότητας Η συνδυασμένη χρήση της παρασκευαστικής HPLC και της τριχοειδούς ηλεκτροφόρησης χρησιμοποιείται επίσης για τον έλεγχο προσμίξεων σε φαρμακευτικές ουσίες. Έτσι, για παράδειγμα, οι κορυφές των προσμίξεων μπορούν να συλλεχθούν με παρασκευαστική HPLC και να αναλυθούν με τριχοειδή ηλεκτροφόρηση, η οποία προσφέρει μεγαλύτερη διαχωριστική ικανότητα, δυνατότητα χρήσης μεγαλύτερου εύρους τιμών ph, χρήση πολύ μικρότερων όγκων δείγματος, συντομότερους χρόνους ανάλυσης και λιγότερα λειτουργικά έξοδα από την HPLC. Στοιχειομετρικοί προσδιορισμοί Πολλά φαρμακευτικά σκευάσματα παρασκευάζονται με τη μορφή αλάτων προκειμένου να αυξηθεί η υδατοδιαλυτότητά τους. Ανάλογα με τη φύση της φαρμακευτικής ουσίας, η τελική μορφή μπορεί να είναι μεταλλικό άλας μιας όξινης ουσίας ή το άλας βασικής ουσίας με ανιονικό ιόν αντίθετου φορτίου. Τυπικά παραδείγματα αποτελούν τα μεταλλικά άλατα καλίου, νατρίου, χλωρίου και θειϊκά των φαρμακευτικών ουσιών. Η διαδικασία παρασκευής των σκευασμάτων βελτιστοποιείται έτσι, ώστε να δώσει συγκεκριμένη αναλογία φαρμακευτικής ουσίας προς το ιόν αντίθετου φορτίου. Η αναλογία αυτή αναφέρεται ως στοιχειομετρική αναλογία και συχνά είναι 1:1. Συναντώνται, όμως, και πολλαπλάσια της μονάδας ή κλασματικές τιμές του ιόντος. Οι στοιχειομετρικοί προσδιορισμοί των ιόντων των αλάτων των φαρμακευτικών σκευασμάτων, πραγματοποιούνται σήμερα με τριχοειδή ηλεκτροφόρηση, ενώ μέχρι πρόσφατα χρησιμοποιούνταν τιτλοδοτήσεις ή χρωματογραφία ιονανταλλαγής γι αυτό το σκοπό. Η τριχοειδής ηλεκτροφόρηση χρησιμοποιεί συνήθως έμμεση UV ανίχνευση στους στοιχειομετρικούς προσδιορισμούς και οι τυπικοί χρόνοι ανάλυσης είναι 2-5 min, χρόνοι συγκρίσιμοι με αυτούς της χρωματογραφίας ιονανταλλαγής. 44

52 Ποσοτικοί προσδιορισμοί Με την τριχοειδή ηλεκτροφόρηση γίνονται ποσοτικοί προσδιορισμοί των δραστικών ουσιών των φαρμακευτικών σκευασμάτων, με σχετικές τυπικές αποκλίσεις, συνήθως 1-2%, ικανοποιητική γραμμική περιοχή και καλή συμφωνία μεταξύ των αποτελεσμάτων και των αναγραφόμενων τιμών. Οι τεχνικές της τριχοειδούς ηλεκτροφόρησης που χρησιμοποιούνται συνήθως στη φαρμακευτική ανάλυση είναι η τριχοειδής ηλεκτροφόρηση ζωνών και η ηλεκτροκινητική χρωματογραφία μικυλλίων. 45

53 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ

54 5. ΓΕΝΙΚΑ ΓΙΑ ΤΗ ΜΙΤΟΞΑΝΘΡΟΝΗ Η μιτοξανθρόνη, παράγωγο της 1,4-διυδροξυ-5,8-δις{[2-[(2- υδροξυαιθυλο)αμινο]-αιθυλο]αμινο}-9,10-ανθρακινοδιόνης, έχει αποδειχθεί από πειράματα που έχουν πραγματοποιηθεί σε πειραματόζωα, ότι παρουσιάζει έντονη αντικαρκινική δράση [17]. Περαιτέρω πειράματα έδειξαν, ότι η μιτοξανθρόνη μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ανοσοκατασταλτικό φάρμακο για την καταπολέμηση της λευχαιμίας, του καρκίνου του μαστού και του λεμφώματος, μειώνοντας τον πολλαπλασιασμό του αριθμού των λευκοκυττάρων. Η δομή του μορίου της μιτοξανθρόνης είναι η ακόλουθη: OH O NHCH 2 CH 2 NHCH 2 CH 2 OH 2 HCl OH O NHCH 2 CH 2 NHCH 2 CH 2 OH Ο μηχανισμός δράσης της μιτοξανθρόνης δεν έχει διευκρινιστεί πλήρως. Από διάφορες μελέτες που πραγματοποιήθηκαν διαπιστώθηκε ότι οι πλευρικές αλυσίδες που περιέχουν τα άτομα αζώτου, προεξέχουν από το μόριο της ένωσης, με αποτέλεσμα να αλληλεπιδρούν με τον αρνητικά φορτισμένο φωσφορικό σκελετό του DNA και να προκαλούν τη διάσπαση των δεσμών υδρογόνου που αναπτύσσονται στο μόριο του [18]. Με αυτόν τον τρόπο δεσμεύονται στο μόριο του DNA και αναστέλλουν τη βλάβη που έχει υποστεί μακροπρόθεσμα. Επίσης, προτείνεται ένας διαφορετικός μηχανισμός με δέσμευση του φαρμάκου πάνω στο DNA μέσω των ομάδων υδροξυλίου που βρίσκονται στις θέσεις 5,8 [19]. Διάφορες μελέτες έχουν αποδείξει ότι η δράση της μιτοξανθρόνης είναι παρόμοια με αυτήν που παρουσιάζουν άλλες ανθρακινόνες, όπως η δοξορουβισίνη και το δισανθρένιο, και οι οποίες χρησιμοποιούνται, επίσης, για τη θεραπεία του καρκίνου [20]. Η δομή των ενώσεων αυτών δίνεται παρακάτω: 46

55 Γενικά για τη μιτοξανθρόνη O O OH OH o O H3 C NH 2 OH δοξορουβισίνη COCH 2 OH OH HC HC H N N N N H H N N N N H δισανθρένιο 2HCl Κλινικές μελέτες απέδειξαν ότι όταν η συγκέντρωση της μιτοξανθρόνης ξεπεράσει το ανώτατο επιτρεπτό όριο προκαλείται ναυτία, εμετό, αναιμία, ανορεξία, κόπωση, γαστρεντερική αιμορραγία, αλωπεκίαση και σε ακραίες περιπτώσεις καρδιακά επεισόδια. Επίσης, έχει αναφερθεί ότι η χρήση της σχετίζεται με την εμφάνιση καρδιακών επεισοδίων σε ποσοστό 3% σε ενήλικες και 6% σε παιδιά. Γι αυτό το λόγο είναι απαραίτητος ο έλεγχος των επιπέδων συγκεντρώσεών της και η διασφάλιση της ποιότητας φαρμακευτικών σκευασμάτων που περιέχουν τη μιτοξανθρόνη ως ενεργό συστατικό. Η επίδραση της μιτοξανθρόνης στα κύτταρα έχει μελετηθεί ηλεκτροχημικά με τη χρήση ηλεκτροδίου υαλώδους άνθρακα [21] και ηλεκτροχημικού DNA βιοαισθητήρα [22]. Έχει αποδειχθεί ότι η μιτοξανθρόνη οξειδώνεται εύκολα είτε από το ένζυμο υπεροξειδάση σχηματίζοντας ελεύθερες ρίζες οι οποίες δεσμεύονται από το DNA [23] είτε από τη μυελοϋπεροξειδάση [24] σχηματίζοντας ενδιάμεσα ενεργά παράγωγα. Οι παραπάνω αντιδράσεις πραγματοποιούνται παρουσία Η 2 Ο 2. Οι ομάδες, οι οποίες οξειδώνονται με ευκολία στο μόριο της μιτοξανθρόνης είναι οι αμινομάδες και οι υδροξϋομάδες των αρωματικών δακτυλίων. Χρήσιμες πληροφορίες για την αποβολή του φαρμάκου από τον οργανισμό (μεταβολισμός, απέκκριση) λαμβάνονται μετρώντας την ποσότητα της ένωσης που δεν αντέδρασε και δυο βασικών μεταβολιτών της, των μονο- 47

56 Γενικά για τη μιτοξαντρόνη και δικαρβοξυλικών μεταβολιτών, σε βιολογικά υγρά [25], η δομή των οποίων φαίνεται παρακάτω: OH O NHCH 2 CH 2 NHCH 2 COOH OH O NHCH 2 CH 2 NHCH 2 COOH 2 HCl 2 HCl OH O NHCH 2 CH 2 NHCH 2 COOH OH O NHCH 2 CH 2 NHCH 2 CH 2 OH 48

57 6. ΜΕΘΟΔΟΙ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΥ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ Στον τομέα της φαρμακοκινητικής, της τοξικολογίας και των τροφίμων είναι απαραίτητη η ανάπτυξη ευαίσθητων, εκλεκτικών και γρήγορων αναλυτικών μεθόδων για τον προσδιορισμό ενώσεων με σημαντική βιολογική δράση. Ο σπουδαίος βιολογικός ρόλος και η τοξικότητά της μιτοξανθρόνης έχουν ως αποτέλεσμα την προσέλκυση μεγάλου επιστημονικού ενδιαφέροντος και την ανάπτυξη πολλών αναλυτικών μεθόδων προσδιορισμού της. Έχουν δημοσιευτεί αρκετές εργασίες για τον προσδιορισμό της μιτοξανθρόνης σε βιολογικά υγρά με την τεχνική της υγρής χρωματογραφίας υψηλής πίεσης [17, 25-33] με διάφορα συστήματα ανίχνευσης. Ορισμένες από αυτές εφαρμόζουν ένα αρκετά χρονοβόρο στάδιο προκατεργασίας με αποτέλεσμα να μειώνεται σημαντικά η συχνότητα ανάλυσης των δειγμάτων. Ο J. Catalin και οι συνεργάτες του απομόνωσαν τη μιτοξανθρόνη από το υπόστρωμα του δείγματος με τη χρήση μιας προστήλης, η οποία τοποθετείται πριν την αναλυτική στήλη, καθιστώντας το σύστημα περίπλοκο και χρονοβόρο [31]. O Taylor και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν ένα πρόγραμμα βαθμωτής έκλουσης για το διαχωρισμό εννέα αμινοανθρακινονών με παραπλήσια δομή [32]. Παρόλο που μελετήθηκε η επίδραση της θερμοκρασίας στη βελτίωση του διαχωρισμού, δεν αναφέρθηκε τίποτα για τις πιθανές παρεμποδίσεις που μπορεί να προκληθούν από τα συστατικά που συνυπάρχουν σε ένα βιολογικό υγρό και η μέθοδος δεν είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για αναλύσεις ρουτίνας. Σε λίγες εργασίες χρησιμοποιείται εσωτερικό πρότυπο, διαδικασία η οποία είναι περισσότερο ακριβής, ιδιαίτερα όταν προηγείται το στάδιο της εκχύλισης υγρούυγρού ή εκχύλισης στερεάς φάσης [26, 33]. Ο προσδιορισμός της μιτοξανθρόνης πραγματοποιήθηκε και με την τεχνική της έγχυσης του δείγματος σε συνεχή ροή (FIA) με βολταμμετρική [34] και αμπερομετρική ανίχνευση [35]. Η βολταμμετρική μέθοδος [34] είναι εκλεκτική και δεν είναι απαραίτητη η προκατεργασία του δείγματος. Παρ όλα αυτά, η μέθοδος είναι δύσκολα εφαρμόσιμη για αναλύσεις ρουτίνας εξαιτίας του χρονοβόρου σταδίου ενεργοποίησης και του γυαλίσματος του ηλεκτροδίου πάστας άνθρακα που απαραίτητα προηγείται πριν την κάθε μέτρηση. Στην αμπερομετρική μέθοδο [35] το στάδιο ενεργοποίησης αποφεύγεται με αποτέλεσμα ο χρόνος 49

58 Μέθοδοι προσδιορισμού Βιβλιογραφική επισκόπηση ανάλυσης να είναι πιο σύντομος. Η μέθοδος εφαρμόστηκε για τον προσδιορισμό της ένωσης σε φαρμακευτικά σκευάσματα. Ένα σημαντικό μειονέκτημα της μεθόδου είναι ότι το δείγμα δεν πρέπει να περιέχει ενώσεις που να οξειδώνονται στο δυναμικό οξείδωσης της μιτοξανθρόνης. Ο P. Yang και οι συνεργάτες ανέπτυξαν μια πολαρογραφική και βολταμμετρική μέθοδο προσδιορισμού της μιτοξανθρόνης, η οποία βασίζεται στην αντίδραση που πραγματοποιείται ανάμεσα στην μιτοξανθρόνη και στα ιόντα Cu 2+ προς σχηματισμό μιας σύμπλοκης ένωσης [36]. Η μέθοδος είναι γρήγορη, ευαίσθητη και με μεγάλο γραμμικό εύρος προσδιορισμού. Παρ όλο που για τα περισσότερα κατιόντα είναι εκλεκτική, τα ιόντα Fe 3+, Zn 2+, Ni 2+ και Co 2+ παρεμποδίζουν τον προσδιορισμό της μιτοξανθρόνης σε δείγματα στα οποία βρίσκονται σε υψηλές συγκεντρώσεις. Επιπλέον, η μέθοδος αυτή δεν εφαρμόστηκε για την ανάλυση πραγματικών δειγμάτων. Επίσης, πραγματοποιήθηκε ο προσδιορισμός της μιτοξανθρόνης με ηλεκτροξείδωση της ένωσης πάνω σε ηλεκτρόδιο πάστας άνθρακα [37] και μικροηλεκτρόδιο με φιλμ υδραργύρου [38] εφαρμόζοντας προσροφητικές βολταμμετρικές τεχνικές. Τέλος, ο Golabi και οι συνεργάτες του πρότειναν μια πολαρογραφική μέθοδο για τον προσδιορισμό της μιτοξανθρόνης σε φαρμακευτικά σκευάσματα και βιολογικά υγρά [39]. Για την εκχύλιση της ένωσης από τα βιολογικά δείγματα και για τη λήψη καλύτερων πολαρογραφημάτων χρησιμοποιήθηκε μίγμα 4:1 χλωροφορμίου-ισοπροπανόλης. Το μειονέκτημα της μεθόδου είναι ότι η θερμοκρασία επιδρά σημαντικά στον προσδιορισμό της ένωσης και γι αυτό το λόγο είναι αναγκαίος ο αυστηρός έλεγχός της. Στην παρούσα εργασία αναπτύχθηκε, για πρώτη φορά, μια μέθοδος προσδιορισμού της μιτοξανθρόνης σε φαρμακευτικά σκευάσματα με την τεχνική της τριχοειδούς ηλεκτροφόρησης. Το χαμηλό κόστος λειτουργίας, η ελάχιστη κατανάλωση δειγμάτων και αντιδραστηρίων, ο μικρός όγκος αποβλήτων, η δυνατότητα πλήρους αυτοματοποίησης, ο σύντομος χρόνος ανάλυσης και η υψηλή διαχωριστική ικανότητα είναι χαρακτηριστικά που την έχουν ξεχωρίσει από τις ήδη υπάρχουσες διαχωριστικές τεχνικές της χημικής ανάλυσης. 50

59 7. ΟΡΓΑΝΟΛΟΓΙΑ Για τον προσδιορισμό της μιτοξανθρόνης, το σύστημα τριχοειδούς ηλεκτροφόρησης που χρησιμοποιήθηκε ήταν ένα όργανο του οίκου Hewlett Packard, μοντέλο 3D CE. O τριχοειδής σωλήνας που χρησιμοποιήθηκε ήταν από τηγμένο SiO 2, εσωτερικής διαμέτρου 75 μm και εξωτερικής 375 μm (BGB Analytik Vertrieb). Το συνολικό μήκος του σωλήνα ήταν 70 cm, ενώ το αποτελεσματικό του μήκος 61,5 cm. Ο έλεγχος του συστήματος και η καταγραφή των ηλεκτροφερογραφημάτων γινόταν με τη χρήση ενός λογισμικού ChemStation 3D CE. Για τις μετρήσεις του ph των διαλυμάτων χρησιμοποιήθηκε πεχάμετρο του οίκου CONSORT μοντέλο C

60 8. ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΙΑ Όλα τα αντιδραστήρια που χρησιμοποιήθηκαν στο πειραματικό μέρος ήταν αναλυτικού βαθμού καθαρότητας και προμηθεύτηκαν από την εταιρεία Merck (Darmstadt, Germany). Όλα τα διαλύματα παρασκευάστηκαν, χρησιμοποιώντας υπερκαθαρό νερό Milli-Q. Μετά την παρασκευή τους, διηθήθηκαν με τη χρήση φίλτρου Millipore 0,45 μm, για την απομάκρυνση αδιάλυτων σωματιδίων. Ο ηλεκτρολύτης διαχωρισμού ήταν διάλυμα CH 3 COONH 4 συγκέντρωσης 25 mmol l -1 σε διαλύτη που αποτελούνταν από 50% ακετονιτρίλιο σε νερό. Για την παρασκευή του παραπάνω διαλύματος προστέθηκαν σε ογκομετρική φιάλη των 50ml, 25ml διαλύματος 50 mmol l -1 CH 3 COONH 4 CH 3 COOH, ph = 5,0, η οποία συμπληρώθηκε μέχρι τη χαραγή με ακετονιτρίλιο και το μίγμα αναμίχθηκε καλά με ανάδευση του περιεχομένου της φιάλης. Το πρότυπο διάλυμα της μιτοξανθρόνης (γ = 1000 mg l -1 ) (CL , Location: / Princeton / Cmpd-Rm, Notebook: L ) παρασκευάστηκε διαλύοντας την κατάλληλη ποσότητα της ένωσης σε 10 ml υπερκαθαρό νερό. Για τη λήψη καμπύλης αναφοράς χρησιμοποιήθηκε διάλυμα δοξορουβισίνης (γ = 50 mg l -1 ) ως εσωτερικό πρότυπο. 52

61 9. ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΜΙΤΟΞΑΝΘΡΟΝΗΣ ΣΕ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΑ ΣΚΕΥΑΣΜΑΤΑ ΜΕ ΤΗΝ ΤΕΧΝΙΚΗ ΤΗΣ ΤΡΙΧΟΕΙΔΟΥΣ ΗΛΕΚΤΡΟΦΟΡΗΣΗΣ Προκαταρκτικά πειράματα Για την επιλογή του βέλτιστου μήκους κύματος λήφθηκε ένα ολικό φάσμα ( nm) διαλύματος μιτοξανθρόνης (ΜΤΞ) συγκέντρωσης 100 mg l -1 με τη βοήθεια ενός ανιχνευτή παράταξης φωτοδιόδων. Το λαμβανόμενο φάσμα δίνεται στο σχήμα 9.1. Το μήκος κύματος στο οποίο παρατηρήθηκε μέγιστη απορρόφηση είναι τα 242 nm, το οποίο και επιλέχθηκε για τις περαιτέρω μετρήσεις. Ο αρχικός στόχος των πειραμάτων ήταν να μελετηθεί η επίδραση του ph ως προς τον χρόνο μετακίνησης και τον αριθμό θεωρητικών πλακών, ο οποίος καθορίζει την απόδοση της μεθόδου. Η επίδραση της τιμής του ph μελετήθηκε σε εύρος τιμών 2,2 9,5 χρησιμοποιώντας κατάλληλο ηλεκτρολύτη διαχωρισμού σε συγκέντρωση 25 mmol l -1. Σε κάθε περίπτωση, το Σχήμα 9.1. Ολικό φάσμα απορρόφησης διαλύματος μιτοξανθρόνης (γ =100mg l -1 ) από nm. 53

62 Προσδιορισμός της μιτοξανθρόνης με την τεχνική της CE ph του ρυθμιστικού διαλύματος ρυθμιζόταν με προσθήκη διαλύματος NaOH ή CH 3 COOH. Οι διάφορες τιμές ph που μελετηθήκαν, ο ηλεκτρολύτης που χρησιμοποιήθηκε καθώς και ο αντίστοιχος χρόνος μετακίνησης δίνονται στον πίνακα 9.1. Τα πειραματικά αποτελέσματα, καθώς και ο χρόνος μετακίνησης της ηλεκτροωσμωτικής ροής φαίνονται στο σχήμα 9.2. Ο χρόνος μετακίνησης της ηλεκτροωσμωτικής ροής υπολογίστηκε με τη χρήση ενός υδατικού διαλύματος 4-μεθυλο-3-πεντεν-2-όνης (mesityl oxide) κλάσματος όγκου 0,2 %. Ο μικρότερος χρόνος μετακίνησης και ο μέγιστος αριθμός θεωρητικών πλακών επιτεύχθηκε για τιμές ph μεταξύ 4,8 5,3 χωρίς να υπάρχει σημαντική διαφοροποίηση. Το γεγονός αυτό αποτελεί πλεονέκτημα της μεθόδου αφού μικρές αλλαγές του ph δεν επηρεάζουν σημαντικά το χρόνο μετακίνησης. Κατά συνέπεια, ως βέλτιστη τιμή ph επιλέχθηκε η τιμή 5,0. Πίνακας 9.1. Μελέτη της επίδρασης του ph και των διαφόρων ανιόντων στο χρόνο μετακίνησης. ph Ηλεκτρολύτης διαχωρισμού (c = 25 mmol l -1 ) Χρόνος μετακίνησης (min) 2,2 φωσφορικά 5,61 2,5 φωσφορικά 5,83 3,2 φωσφορικά 5,91 3,8 οξικά 5,48 4,8 οξικά 4,52 5,3 οξικά 4,49 6,2 φωσφορικά 6,61 6,8 φωσφορικά > 30 7,5 φωσφορικά > 30 8,2 βορικά > 30 8,9 βορικά > 30 9,5 βορικά > 30 54

63 Προσδιορισμός της μιτοξανθρόνης με την τεχνική της CE χρόνος μετακίνησης (min) Χρόνος μετακ. μιτοξ. EOF Α ph Αριθμός θεωρητικών πλακών (Ν) Β 0 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 ph Σχήμα 9.2. Επίδραση της τιμής ph Α) στο χρόνο μετακίνησης και Β) στον αριθμό θεωρητικών πλακών. γ(μτξ) = 100 mg l -1, V = 30 kv, θ = 25 ο C, υδροδυναμικός τρόπος εισαγωγής με εφαρμογή πίεσης 33,5 mbar για 5s. Κατά τη μελέτη της επίδρασης του ph, οι λαμβανόμενες κορυφές παρουσίασαν ασυμμετρία (peak tailing), όπως φαίνεται στο σχήμα 9.3 με αποτέλεσμα ο αριθμός θεωρητικών πλακών να είναι σημαντικά μικρός για τα δεδομένα της τριχοειδούς ηλεκτροφόρησης. 55

64 Προσδιορισμός της μιτοξανθρόνης με την τεχνική της CE Σχήμα 9.3. Ηλεκτροφερογράφημα προσδιορισμού της μιτοξανθρόνης. γ(μτξ) = 100 mg l -1, ph = 5,0, c(ch 3 COONH 4 ) = 25 mmol l -1, V = 30 kv, θ = 25 ο C, υδροδυναμικός τρόπος εισαγωγής με εφαρμογή πίεσης 33,5 mbar για 5s. Μελετήθηκαν διάφοροι τρόποι για την αύξηση της απόδοσης και τη βελτίωση των χαρακτηριστικών της κορυφής (αύξηση του αριθμού θεωρητικών πλακών): Επειδή η συγκέντρωση είναι σχετικά μεγάλη (γ = 100 mg l -1 ), είναι λογικό να υπάρχει διεύρυνση της κορυφής. Για το λόγο αυτό, αραιώθηκε το δείγμα 1:1 σε νερό, αλλά η μορφή της κορυφής παρέμεινε η ίδια και ο αριθμός των θεωρητικών πλακών παραπλήσιος. Η μορφή της κορυφής αυτής μπορεί να οφείλεται στο φαινόμενο της ηλεκτροδιασποράς. Για να ελεγχθεί αυτό, παρασκευάστηκε διάλυμα μιτοξανθρόνης συγκέντρωσης 100 mg l -1 σε ηλεκτρολύτη, χωρίς, όμως, να μεταβληθεί ιδιαίτερα το σχήμα της κορυφής. Στη βέλτιστη τιμή ph = 5,0, οι αμινομάδες της ένωσης είναι πρωτονιομένες. Είναι πολύ πιθανό να υπάρχει αλληλεπίδραση της ένωσης με τα τοιχώματα της τριχοειδούς στήλης, με αποτέλεσμα την προσρόφηση της ένωσης στα τοιχώματα του σωλήνα και την αύξηση της διασποράς. Γι αυτό το λόγο 56

65 Προσδιορισμός της μιτοξανθρόνης με την τεχνική της CE Χρόνος μετακίνησης (min) A Συγκέντρωση CH 3 COONH 4 (mmol l -1 ) Αριθμός θεωρητικών πλακών (Ν) Συγκέντρωση CH 3 COONH 4 (mmol l -1 ) B Σχήμα 9.4. Επίδραση της συγκέντρωσης ποσότητας του CH 3 COONH 4 Α) στο χρόνο μετακίνησης και Β) στον αριθμό θεωρητικών πλακών. γ(μτξ) = 100 mg l -1, ph = 5,0, V = 30 kv, θ = 25 ο C, υδροδυναμικός τρόπος εισαγωγής με εφαρμογή πίεσης 33,5 mbar για 5s. μελετήθηκε η επίδραση της συγκέντρωσης του CH 3 COONH 4 στον προσδιορισμό σε εύρος 5 50 mmol l -1. Όπως φαίνεται και στο σχήμα 9.4, ο χρόνος μετατόπισης αυξάνεται με αύξηση της συγκέντρωσης του ηλεκτρολύτη, ενώ ο αριθμός των θεωρητικών πλακών διατηρείται σταθερός για τιμές πάνω από 25 mmol l -1. Ως βέλτιστη τιμή επιλέχθηκε η 25 mmol l -1, επειδή σε αυτήν την τιμή πετυχαίνεται ικανοποιητικός χρόνος 57

66 Προσδιορισμός της μιτοξανθρόνης με την τεχνική της CE μετακίνησης και αριθμός θεωρητικών πλακών. Επιπλέον, για τιμή συγκέντρωσης 50 mmol l -1 παρατηρήθηκε παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος υψηλής έντασης και αστάθεια στη βασική γραμμή, πιθανώς λόγω του φαινομένου Joule. Όπως φαίνεται στο σχήμα Β, η αύξηση της συγκέντρωσης του CH 3 COONH 4 δεν αυξάνει τον αριθμό των θεωρητικών πλακών. Τέλος, μελετήθηκε η επίδραση διαφόρων οργανικών τροποποιητών στη βελτίωση των χαρακτηριστικών της κορυφής. Χρησιμοποιήθηκαν τρεις διαφορετικοί οργανικοί διαλύτες (μεθανόλη, ακετονιτρίλιο, ισοπροπανόλη) με ίσα κλάσματα όγκου 30%. Όπως φαίνεται και στο σχήμα 9.5, το διάλυμα του ακετονιτριλίου έδωσε το μικρότερο χρόνο μετακίνησης και αρκετά μεγαλύτερο αριθμό θεωρητικών πλακών. 14,00 12,00 Χρόνος μετακίνησης (min) 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00 μεθανόλη ακετονιτρίλιο ισοπ ροπ ανόλη Αριθμός θεωρητικών πλακών (Ν) μεθανόλη ακετονιτρίλιο ισοπροπανόλη Σχήμα 9.5. Επίδραση του οργανικού τροποποιητή στην απόδοση της μεθόδου (ηλεκτρολύτης: 25 mmol l -1 CH 3 COONH 4 σε 30% οργ. διαλύτη) 58

67 Προσδιορισμός της μιτοξανθρόνης με την τεχνική της CE Μελέτη παραμέτρων προσδιορισμού Μελετήθηκαν οι παράμετροι που επηρεάζουν τον προσδιορισμό της μιτοξανθρόνης με το σύστημα της τριχοειδούς ηλεκτροφόρησης. Συγκεκριμένα, μελετήθηκε η επίδραση του κλάσματος όγκου του ακετονιτριλίου, της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου, της θερμοκρασίας και του όγκου του δείγματος μεταβάλλοντας τον χρόνο εισαγωγής. Η μελέτη των παραμέτρων έγινε, μεταβάλλοντας μια παράμετρο κάθε φορά, διατηρώντας σταθερή τη συγκέντρωση της μιτοξανθρόνης ίση με 100 mg l Επίδραση του κλάσματος όγκου του διαλύματος ακετονιτριλίου Μελετήθηκε η επίδραση του κλάσματος όγκου του διαλύματος ακετονιτριλίου στον προσδιορισμό σε εύρος %. Όπως φαίνεται στο σχήμα 9.6, ο χρόνος μετακίνησης ουσιαστικά αυξάνεται για τιμές κλάσματος όγκου πάνω από 50%, ενώ ο αριθμός των θεωρητικών πλακών αυξάνεται σημαντικά μέχρι 50% και στη συνέχεια σε μικρότερο ποσοστό. Έτσι, ως βέλτιστη τιμή επιλέχθηκε η τιμή 50% κάνοντας ένα συμβιβασμό ανάμεσα στο χρόνο μετακίνησης και στον αριθμό των θεωρητικών πλακών. Επιπλέον, για ποσοστό οργανικού διαλύτη πάνω από 50% παρατηρήθηκε αστάθεια στη βασική γραμμή και σχηματισμός φυσαλίδων. Στο ηλεκτροφερογράφημα του σχήματος 9.7 φαίνεται η κορυφή της μιτοξανθρόνης (γ = 100 mg l -1 ) πριν και μετά την προσθήκη του ακετονιτριλίου Επίδραση της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου Η ένταση του εφαρμοζόμενου ηλεκτρικού πεδίου είναι ανάλογη της ταχύτητας μετακίνησης του κάθε συστατικού και της ταχύτητας της ηλεκτροωσμωτικής ροής. Μελετήθηκε η επίδραση της έντασης του πεδίου σε εύρος τιμών kv. Όπως φαίνεται στο σχήμα 9.8, καθώς αυξάνεται η έντασή του μειώνεται ο χρόνος μετακίνησης και ταυτόχρονα αυξάνεται ο αριθμός των θεωρητικών πλακών, με αποτέλεσμα να αυξάνεται η απόδοση του προσδιορισμού. Για το λόγο αυτό, η τιμή των 30 kv επιλέχτηκε για περαιτέρω μετρήσεις. 59

68 Προσδιορισμός της μιτοξανθρόνης με την τεχνική της CE 8 A χρόνος μετακίνησης (min) κλάσμα όγκου (%) ακετονιτριλίου Αριθμός θεωρητικών πλακών (Ν) κλάσμα όγκου (% ) ακετονιτριλίου B Σχήμα 9.6. Επίδραση του κλάσματος όγκου του ακετονιτριλίου Α) στο χρόνο μετακίνησης και Β) στον αριθμό θεωρητικών πλακών. γ(μτξ) = 100 mg l -1, c(ch 3 COONH 4 ) = 25 mmol l -1, V = 30 kv, θ = 25 ο C, υδροδυναμικός τρόπος εισαγωγής με εφαρμογή πίεσης 33,5 mbar για 5s. 60

69 Προσδιορισμός της μιτοξανθρόνης με την τεχνική της CE Σχήμα 9.7. Ηλεκτροφερογράφημα μιτοξαντρόνης (γ = 100 mg l -1, ηλεκτρολύτης: 25 mmol l -1 CH 3 COONH 4 (μαύρη γραμμή), 25 mmol l -1 CH 3 COONH 4 σε 50% ακετονιτρίλιο (κόκκινη γραμμή), V = 30 kv, θ = 25 ο C, υδροδυναμικός τρόπος εισαγωγής με εφαρμογή πίεσης 33,5 mbar για 5s). 61

70 Προσδιορισμός της μιτοξανθρόνης με την τεχνική της CE Χρόνος μετακίνησης (min Α Ένταση ηλεκτρικού πεδίου (kv) Αριθμός θεωρητικών πλακών (Ν) Β Ένταση ηλεκτρικού πεδίου (kv) Σχήμα 9.8. Επίδραση της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου Α) στο χρόνο μετακίνησης και Β) στον αριθμό θεωρητικών πλακών. γ(μτξ) = 100 mg l -1, ηλεκτρολύτης: 25 mmol l -1 CH 3 COONH 4 σε 50% ακετονιτρίλιο, θ = 25 ο C, υδροδυναμικός τρόπος εισαγωγής με εφαρμογή πίεσης 33,5 mbar για 5s Επίδραση της θερμοκρασίας Η επίδραση της θερμοκρασίας μελετήθηκε σε εύρος τιμών ο C. Ο τριχοειδής σωλήνας θερμοστατείται κατά τη διάρκεια των μετρήσεων προκειμένου να μην υφίστανται αυξομειώσεις στη θερμοκρασία, οι οποίες 62

71 Προσδιορισμός της μιτοξανθρόνης με την τεχνική της CE συμβάλλουν στη διεύρυνση της ζώνης του δείγματος. Η τιμή της θερμοκρασίας ελέγχεται και μεταβάλλεται από το λογισμικό του οργάνου. Όπως φαίνεται και στο σχήμα 9.9, η επίδραση της θερμοκρασίας δεν επηρεάζει ουσιαστικά το χρόνο μετακίνησης και τον αριθμό των θεωρητικών πλακών. Έτσι, η τιμή των 25 ο C επιλέχθηκε για περαιτέρω μετρήσεις. Χρόνος μετακίνησης (min) A Θερμοκρασία ( o C) Αριθμός θεωρητικών πλακών (Ν) B Θερμοκρασία ( o C) Σχήμα 9.9. Επίδραση της θερμοκρασίας Α) στο χρόνο μετακίνησης και Β) στον αριθμό θεωρητικών πλακών. γ(μτξ) = 100 mg l -1, ηλεκτρολύτης: 25 mmol l -1 CH 3 COONH 4 σε 50% ακετονιτρίλιο, V = 30 kv, υδροδυναμικός τρόπος εισαγωγής με εφαρμογή πίεσης 33,5 mbar για 5s. 63

72 Προσδιορισμός της μιτοξανθρόνης με την τεχνική της CE Επίδραση του όγκου του δείγματος Η εισαγωγή του δείγματος πραγματοποιήθηκε με υδροδυναμικό τρόπο εφαρμόζοντας πίεση ίση με 33,5 mbar. O εισαγόμενος όγκος του δείγματος καθορίζεται από τον χρόνο εφαρμογής πίεσης στο άκρο εισόδου του τριχοειδούς σωλήνα προκειμένου να εισαχθεί το δείγμα στη στήλη. Ο χρόνος εφαρμογής πίεσης μελετήθηκε σε εύρος τιμών 1 5 s. Τα πειραματικά αποτελέσματα δίνονται στο σχήμα Από το σχήμα παρατηρούμε ότι μεγαλύτερος αριθμός θεωρητικών πλακών πετυχαίνεται, όταν ο χρόνος εφαρμογής πίεσης διαρκεί 2 s, ενώ το εμβαδό της κορυφής αυξάνεται σχεδόν γραμμικά με αύξηση του χρόνου εφαρμογής. Αριθμός θεωρητικών πλακών (Ν) Χρόνος εφαρμογής πίεσης (s) Α Εμβαδό κορυφής Χρόνος εφαρμογής πίεσης (s) Β Σχήμα Επίδραση του χρόνου εφαρμογής πίεσης Α) στον αριθμό θεωρητικών πλακών και Β) στο εμβαδό της κορυφής. γ(μτξ) = 100 mg l -1, ηλεκτρολύτης: 25 mmol l -1 CH 3 COONH 4 σε 50% ακετονιτρίλιο, V = 30 kv, θ = 25 ο C. 64

73 Προσδιορισμός της μιτοξανθρόνης με την τεχνική της CE Οι παράμετροι που μελετήθηκαν, το εύρος μελέτης και οι επιλεχθείσες τιμές συνοψίζονται στον πίνακα Ανάλυση με την τριχοειδή ηλεκτροφόρηση Όταν ο τριχοειδής σωλήνας χρησιμοποιούνταν για πρώτη φορά, πλενόταν με διάλυμα 0,1 mol l -1 NaOH για 30 λεπτά προκειμένου να αποπρωτονιωθούν τα τοιχώματα του σωλήνα και να φορτιστούν αρνητικά, στη συνέχεια με νερό για 10 λεπτά και τέλος με διάλυμα ηλεκτρολύτη για 10 λεπτά. Για καλύτερη επαναληψιμότητα, ο τριχοειδής σωλήνας πλενόταν πριν από κάθε μέτρηση με διάλυμα 0,1 mol l -1 NaOH για 1 λεπτό, με υπερκαθαρό νερό Milli-Q για 3 λεπτά και διάλυμα ηλεκτρολύτη για 3 λεπτά. Μετά το στάδιο του πλυσίματος, εφαρμοζόταν για 2s πίεση 33,5 mbar στο άκρο εισόδου του σωλήνα. Μετά την εισαγωγή του δείγματος, εφαρμοζόταν δυναμικό 30 kv και η κορυφή καταγραφόταν περίπου στα 5,1 min. Ο ηλεκτρολύτης διαχωρισμού ήταν διάλυμα 25 mmol l -1 CH 3 COONH 4 σε 50% ακετονιτρίλιο. Η ανίχνευση γινόταν φασματοφωτομετρικά στα 242nm, στο οπτικό παράθυρο που απείχε 61,5 cm από το σημείο εισαγωγής του δείγματος. Πίνακας 9.2. Συγκεντρωτικός πίνακας μελετούμενων παραμέτρων του συστήματος της τριχοειδούς ηλεκτροφόρησης. Παράμετρος Εύρος μελέτης Επιλεχθείσα τιμή ph 2,2 9,5 5,0 c(ch 3 COONH 4 ), mmol l w(ch 3 CN), % V, kv θ, ο C t inj, s (με 33,5 mbar)

74 Προσδιορισμός της μιτοξανθρόνης με την τεχνική της CE Αναλυτικά χαρακτηριστικά της μεθόδου Κατά την ανάλυση με διαχωριστικές τεχνικές και ιδιαίτερα στην περίπτωση των βιολογικών δειγμάτων, η ποσοτική αποτίμηση της προσδιοριζόμενης ένωσης γίνεται συνήθως με την προσθήκη εσωτερικού προτύπου. Σκοπός της προσθήκης του προτύπου είναι η εξάλειψη τυχόν διακυμάνσεων στην επαναληψιμότητα της μεθόδου. Παρόλο που στη φαρμακευτική ανάλυση, η αποτίμηση γίνεται χωρίς την προσθήκη εσωτερικού προτύπου, λόγω της απλότητας του υποστρώματος των δειγμάτων, στην παρούσα εργασία κατασκευάστηκαν καμπύλες αναφοράς με και χωρίς τη χρήση του. Ως εσωτερικό πρότυπο χρησιμοποιήθηκε διάλυμα δεξορουβισίνης 50 mg l -1. Η δεξουρουβισίνη έχει παρόμοια δομή με την μιτοξανθρόνη και επιπλέον έδινε ικανοποιητική και επαναλήψιμη κορυφή, χωρίς να παρατείνεται ιδιαίτερα ο χρόνος της ανάλυσης. Σκοπός αυτού ήταν η σύγκριση των δυο μεθοδολογιών αποτίμησης. Κάτω από τις επιλεχθείσες τιμές των παραμέτρων του πίνακα 9.2 και ακολουθώντας τη διαδικασία προσδιορισμού που περιγράφεται στην ενότητα 9.3, κατασκευάσθηκαν καμπύλες αναφοράς, χρησιμοποιώντας υδατικά πρότυπα μίγματα μιτοξανθρόνης και εσωτερικού προτύπου. Τα όρια της γραμμικής περιοχής ορίστηκαν από % της συγκέντρωσης της μιτοξανθρόνης που πρόκειται να μετρηθεί. Οι καμπύλες ήταν γραμμικές στο εύρος mg l -1 και περιγράφονται από τις αντίστοιχες εξισώσεις: Χωρίς εσωτερικό πρότυπο A = (0, ,011) γ (ΜΤΞ) - (6, ,177), R 2 = 0,9992 Με εσωτερικό πρότυπο R = [(161,2 + 2,6) 10-4 ] γ (ΜΤΞ) - (0, ,028), R 2 = 0,9995 όπου A είναι το εμβαδό κορυφής της μιτοξανθρόνης και R ο λόγος του εμβαδού της κορυφής της προσδιοριζόμενης ένωσης προς το εμβαδό κορυφής του εσωτερικού προτύπου και γ(μτξ) η συγκέντρωση της μιτοξανθρόνης (mg l -1 ) στα πρότυπα υδατικά μίγματα. 66

75 Προσδιορισμός της μιτοξανθρόνης με την τεχνική της CE Όπως φαίνεται από τους συντελεστές γραμμικής συσχέτισης οι δυο ευθείες ελαχίστων τετραγώνων δεν διαφέρουν σημαντικά. Παρόλα αυτά για τα επόμενα πειράματα επιλέχθηκε η χρήση του εσωτερικού προτύπου για την αποτίμηση των αποτελεσμάτων λόγω καλύτερης γραμμικότητας. Ως όριο ανίχνευσης (c L ) και όριο ποσοτικού προσδιορισμού (c q ) της προτεινόμενης μεθόδου ορίστηκε η συγκέντρωση της προσδιοριζόμενης ένωσης της οποίας το σήμα ήταν τριπλάσιο και δεκαπλάσιο, αντίστοιχα, του σήματος του θορύβου του ανιχνευτή. Τα αναλυτικά χαρακτηριστικά της μεθόδου δίνονται συνοπτικά στον πίνακα 9.3. Στο σχήμα 9.11 δίνονται τυπικά ηλεκτροφερογραφήματα των προτύπων διαλυμάτων (50, 75, 100, 125, 150 mg l -1 ) με βάση τα οποία κατασκευάσθηκε η καμπύλη αναφοράς, στο σχήμα 9.12 ολικό φάσμα μίγματος μιτοξανθρόνης (γ = 150 mg l -1 ) και εσωτερικού προτύπου (γ = 50 mg l -1 ) και στο σχήμα 9.13 ηλεκτροφερογράφημα διαλύματος μιτοξανθρόνης στο όριο ποσοτικού προσδιορισμού. Πίνακας Αναλυτικά χαρακτηριστικά της προτεινόμενης μεθόδου. Αναλυτικά χαρακτηριστικά Εύρος προσδιορισμού, mg l r (n = 5) 0,9995 s α r, % (100 mg l -1 ΜΤΞ, n = 5) 1,2 c β L, mg l -1 5 c γ q, mg l α Σχετική τυπική απόκλιση. β Όριο ανίχνευσης. γ Όριο ποσοτικού προσδιορισμού. 67

76 Προσδιορισμός της μιτοξανθρόνης με την τεχνική της CE Σχήμα Τυπικά ηλεκτροφερογραφήματα προτύπων διαλυμάτων μιτοξανθρόνης (γ = 50, 75, 100, 125, 150 mg l -1 ). Ηλεκτρολύτης: 25 mmol l -1 CH 3 COONH 4 ph = 5,0 σε 50% ακετονιτρίλιο, V = 30 kv, θ = 25 ο C, υδροδυναμικός τρόπος εισαγωγής με εφαρμογή πίεσης 33,5 mbar για 2s. 68

77 Προσδιορισμός της μιτοξανθρόνης με την τεχνική της CE Σχήμα Ολικό φάσμα μίγματος μιτοξανθρόνης (γ = 150 mg l -1 ) και εσωτερικού προτύπου (γ = 50 mg l -1 ). Ηλεκτρολύτης: 25 mmol l -1 CH 3 COONH 4 ph = 5,0 σε 50% ακετονιτρίλιο, V = 30 kv, θ = 25 ο C, υδροδυναμικός τρόπος εισαγωγής με εφαρμογή πίεσης 33,5 mbar για 2s. 69

Κεφάλαιο 9: Τριχοειδής Ηλεκτροφόρηση

Κεφάλαιο 9: Τριχοειδής Ηλεκτροφόρηση Κεφάλαιο 9: Τριχοειδής Ηλεκτροφόρηση Αναστασία-Στέλλα Ζώτου Σύνοψη Στο κεφάλαιο αυτό παρουσιάζονται οι βασικές αρχές λειτουργίας της τεχνικής της Τριχοειδούς Ηλεκτροφόρησης, οι αναλυτικές παράμετροι, οι

Διαβάστε περισσότερα

Γεωργικά Φάρμακα ΙΙΙ

Γεωργικά Φάρμακα ΙΙΙ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Ενότητα 5: Έλεγχος φυτοπροστατευτικών προϊόντων Διαχωριστικές τεχνικές: χρωματογραφία Ουρανία Μενκίσογλου-Σπυρούδη Άδειες Χρήσης Το παρόν

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΜΕΘΟΔΟΥΣ ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑΣ ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑ:

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΜΕΘΟΔΟΥΣ ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑΣ ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑ: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΜΕΘΟΔΟΥΣ ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑΣ ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑ: ΜΕΘΟΔΟΙ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ οργανικών, οργανομεταλλικών και ανόργανων ουσιών. Ο ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΣ ΕΠΙΤΥΓΧΑΝΕΤΑΙ ΕΞΑΙΤΙΑΣ ΤΩΝ ΔΙΑΦΟΡΩΝ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΗ ΣΥΓΓΕΝΕΙΑ ΤΩΝ

Διαβάστε περισσότερα

Από πού προέρχεται η θερμότητα που μεταφέρεται από τον αντιστάτη στο περιβάλλον;

Από πού προέρχεται η θερμότητα που μεταφέρεται από τον αντιστάτη στο περιβάλλον; 3. ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Ένα ανοικτό ηλεκτρικό κύκλωμα μετατρέπεται σε κλειστό, οπότε διέρχεται από αυτό ηλεκτρικό ρεύμα που μεταφέρει ενέργεια. Τα σπουδαιότερα χαρακτηριστικά της ηλεκτρικής ενέργειας είναι

Διαβάστε περισσότερα

ΑΣΚΗΣΗ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΑΣ ΜΑΖΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΝΑΛΥΤΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΙΙ

ΑΣΚΗΣΗ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΑΣ ΜΑΖΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΝΑΛΥΤΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΙΙ ΑΣΚΗΣΗ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΑΣ ΜΑΖΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΝΑΛΥΤΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΙΙ Τίτλος Εργαστηριακής Άσκησης: Προσδιορισμός Σχετικής Μοριακής Μάζας (Μ r ) Πρωτεΐνης με την Xρησιμοποίηση Φασματομετρίας Μάζας Ηλεκτροψεκασμού

Διαβάστε περισσότερα

ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ. ΑΝΝΑ-ΜΑΡΙΑ ΨΑΡΡΑ Τμήμα Βιοχημείας κ Βιοτεχνολογίας

ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ. ΑΝΝΑ-ΜΑΡΙΑ ΨΑΡΡΑ Τμήμα Βιοχημείας κ Βιοτεχνολογίας ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ ΑΝΝΑ-ΜΑΡΙΑ ΨΑΡΡΑ Τμήμα Βιοχημείας κ Βιοτεχνολογίας ΑΝΝΑ-ΜΑΡΙΑ ΨΑΡΡΑ 1 ΣΥΣΤΗΜΑ ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑΣ Αντλία Στήλη Υγρό Έκλουσης Συλλέκτης κλασμάτων ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ

Διαβάστε περισσότερα

ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ HPLC

ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ HPLC ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ HPLC ΥΓΡΗ ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑ ΥΨΗΛΗΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ (HPLC) ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΗ ΣΤΗΛΗ / ΣΤΑΤΙΚΗ ΦΑΣΗ Επίπεδη, μήκους 3-25 cm και διαμέτρου 0,5-5 mm. Μικροπορώδη σωματίδια πηκτής διοξειδίου

Διαβάστε περισσότερα

ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ

ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ Εισαγωγή ΙΣΤΟΡΙΚΉ ΑΝΑΔΡΟΜΗ Ο Ρώσος βοτανολόγος M.S. Tswett χρησιμοποίησε για πρώτη φορά τη χρωματογραφία για τον διαχωρισμό διαφόρων φυτικών χρωστικών με τη βοήθεια

Διαβάστε περισσότερα

Ενόργανη Ανάλυση II. Ενότητα 1: Θεωρία Χρωματογραφίας 3 η Διάλεξη. Θωμαΐδης Νικόλαος Τμήμα Χημείας Εργαστήριο Αναλυτικής Χημείας

Ενόργανη Ανάλυση II. Ενότητα 1: Θεωρία Χρωματογραφίας 3 η Διάλεξη. Θωμαΐδης Νικόλαος Τμήμα Χημείας Εργαστήριο Αναλυτικής Χημείας Ενόργανη Ανάλυση II Ενότητα 1: 3 η Διάλεξη Θωμαΐδης Νικόλαος Τμήμα Χημείας Εργαστήριο Αναλυτικής Χημείας ΘΕΩΡΙΑ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ Πως επηρεάζει η ταχύτητα ροής της κινητής φάσης την αποδοτικότητα της στήλης (Η,

Διαβάστε περισσότερα

Ενόργανη Ανάλυση II. Ενότητα 2: Εισαγωγή στις μεθόδους χρωματογραφίας 1η Διάλεξη. Θωμαΐδης Νικόλαος Τμήμα Χημείας Εργαστήριο Αναλυτικής Χημείας

Ενόργανη Ανάλυση II. Ενότητα 2: Εισαγωγή στις μεθόδους χρωματογραφίας 1η Διάλεξη. Θωμαΐδης Νικόλαος Τμήμα Χημείας Εργαστήριο Αναλυτικής Χημείας Ενόργανη Ανάλυση II Ενότητα 2: Εισαγωγή στις μεθόδους χρωματογραφίας 1η Διάλεξη Θωμαΐδης Νικόλαος Τμήμα Χημείας Εργαστήριο Αναλυτικής Χημείας ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑ: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΜΕΘΟΔΟΥΣ ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑΣ ΜΕΘΟΔΟΙ

Διαβάστε περισσότερα

Γεωργικά Φάρμακα ΙΙΙ

Γεωργικά Φάρμακα ΙΙΙ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Ενότητα 7: Αέριος χρωματογραφία GC Ουρανία Μενκίσογλου-Σπυρούδη Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative

Διαβάστε περισσότερα

ΜΑΘΗΜΑ: Τεχνολογία Μετρήσεων ΙΙ

ΜΑΘΗΜΑ: Τεχνολογία Μετρήσεων ΙΙ ΜΑΘΗΜΑ: Τεχνολογία Μετρήσεων ΙΙ ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Αν. Καθ. Δρ Μαρία Α. Γούλα ΤΜΗΜΑ: Μηχανικών Περιβάλλοντος & Μηχανικών Αντιρρύπανσης 1 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 8 (ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ) ΦΑΣΜΑΤΟΦΩΤΟΜΕΤΡΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 8 (ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ) ΦΑΣΜΑΤΟΦΩΤΟΜΕΤΡΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 8 (ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ) ΦΑΣΜΑΤΟΦΩΤΟΜΕΤΡΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ Με τον όρο αυτό ονοµάζουµε την τεχνική ποιοτικής και ποσοτικής ανάλυσης ουσιών µε βάση το µήκος κύµατος και το ποσοστό απορρόφησης της ακτινοβολίας

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΕΚΤΡΟΦΟΡΗΣΗ ΠΡΩΤΕΙΝΩΝ

ΗΛΕΚΤΡΟΦΟΡΗΣΗ ΠΡΩΤΕΙΝΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΦΟΡΗΣΗ ΠΡΩΤΕΙΝΩΝ Άννα-Μαρία Ψαρρά ΤΒΒ, Παν/μιο Θεσσαλίας Λάρισα 2015 ΗΛΕΚΤΡΟΦΟΡΗΣΗ Αναλυτικός τρόπος διαχωρισμού πρωτεϊνών και άλλων μακρομορίων όπως πρωτεϊνών DNA, RNA Αρχή της μεθόδου Μόρια που

Διαβάστε περισσότερα

ΒΙΟΑΝΑΛΥΤΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 3. Προσδιορισμός Γλουταθειόνης με Τριχοειδή Ηλεκτροφόρηση. Υπεύθυνη άσκησης: Καθηγήτρια Α.

ΒΙΟΑΝΑΛΥΤΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 3. Προσδιορισμός Γλουταθειόνης με Τριχοειδή Ηλεκτροφόρηση. Υπεύθυνη άσκησης: Καθηγήτρια Α. ΒΙΟΑΝΑΛΥΤΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 3 Υπεύθυνη άσκησης: Καθηγήτρια Α. Ζώτου Προσδιορισμός Γλουταθειόνης με Τριχοειδή Ηλεκτροφόρηση Η Τριχοειδής Ηλεκτροφόρηση (Capillary Electrophoresis, CE) είναι μια

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ - ΥΓΡΗ ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑ ΥΨΗΛΗΣ ΑΠΟ ΟΣΗΣ

ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ - ΥΓΡΗ ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑ ΥΨΗΛΗΣ ΑΠΟ ΟΣΗΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ - ΥΓΡΗ ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑ ΥΨΗΛΗΣ ΑΠΟ ΟΣΗΣ Γενικά Η χρωµατογραφία είναι µια από τις σηµαντικότερες τεχνικές διαχωρισµού και µέθοδος ποιοτικής και ποσοτικής ανάλυσης, που βρίσκει εφαρµογές

Διαβάστε περισσότερα

ΙΟΝΤΙΚΗ ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑ ΑΡΧΗ ΤΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ

ΙΟΝΤΙΚΗ ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑ ΑΡΧΗ ΤΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΙΟΝΤΙΚΗ ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑ ΑΡΧΗ ΤΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ Ο όρος ιοντική χρωματογραφία εισήχθη στη διεθνή βιβλιογραφία το 1975 από τον H. Small, με σκοπό την περιγραφή μίας τεχνικής υγρής χρωματογραφίας διαχωρισμού ανόργανων

Διαβάστε περισσότερα

Χρωµατογραφικές µέθοδοι διαχωρισµού

Χρωµατογραφικές µέθοδοι διαχωρισµού Χρωµατογραφικές µέθοδοι διαχωρισµού Εισαγωγή Ε. Μπακέας 2011 Χρωµατογραφία: ποικιλία µεθόδων διαχωρισµού µίγµατος ουσιών µε παραπλήσιες χηµικές ιδιότητες Βασίζεται στη διαφορετική κατανοµή των ουσιών µεταξύ

Διαβάστε περισσότερα

F el = z k e 0 (3) F f = f k v k (4) F tot = z k e 0 x f kv k (5)

F el = z k e 0 (3) F f = f k v k (4) F tot = z k e 0 x f kv k (5) Κίνηση των ιόντων υπό την επίδραση ηλεκτρικού πεδίου Αντώνης Καραντώνης 15 Μαρτίου 2011 1 Σκοπός της άσκησης Σκοπός της άσκησης είναι ο προσδιορισμός της οριακής ταχύτητας των ιόντων υπό την επίδραση ηλεκτρικού

Διαβάστε περισσότερα

Αγωγιμότητα στα μέταλλα

Αγωγιμότητα στα μέταλλα Η κίνηση των ατόμων σε κρυσταλλικό στερεό Θερμοκρασία 0 Θερμοκρασία 0 Δ. Γ. Παπαγεωργίου Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων dpapageo@cc.uoi.gr http://pc164.materials.uoi.gr/dpapageo

Διαβάστε περισσότερα

Κροκίδωση Συσσωμάτωση Χημική κατακρήμνιση Πηγή: Μαρία Λοϊζίδου, ΕΜΠ, Αθήνα 2006

Κροκίδωση Συσσωμάτωση Χημική κατακρήμνιση Πηγή: Μαρία Λοϊζίδου, ΕΜΠ, Αθήνα 2006 Κροκίδωση Συσσωμάτωση Χημική κατακρήμνιση Πηγή: Μαρία Λοϊζίδου, ΕΜΠ, Αθήνα 2006 Η χημική κατακρήμνιση βασίζεται στη λειτουργία της συσσωμάτωσης και κροκίδωσης των κολλοειδών σωματιδίων που υπάρχουν αρχικά

Διαβάστε περισσότερα

3.2 ΧΗΜΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ

3.2 ΧΗΜΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ Βρέντζου Τίνα Φυσικός Μεταπτυχιακός τίτλος: «Σπουδές στην εκπαίδευση» ΜEd Email : stvrentzou@gmail.com 3.2 ΧΗΜΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ 1 Λέξεις κλειδιά: Ηλεκτρολυτικά διαλύματα, ηλεκτρόλυση,

Διαβάστε περισσότερα

Εθνικόν και Καποδιστριακόν Πανεπιστήμιον Αθηνών ΤΜΗΜΑ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΗΣ Τομέας Φαρμακευτικής Χημείας. Ιωάννης Ντότσικας. Επικ.

Εθνικόν και Καποδιστριακόν Πανεπιστήμιον Αθηνών ΤΜΗΜΑ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΗΣ Τομέας Φαρμακευτικής Χημείας. Ιωάννης Ντότσικας. Επικ. Εθνικόν και Καποδιστριακόν Πανεπιστήμιον Αθηνών ΤΜΗΜΑ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΗΣ Τομέας Φαρμακευτικής Χημείας Ιωάννης Ντότσικας Επικ. Καθηγητής 1 Οι κυκλοδεξτρίνες (Cyclodextrins, CDs) είναι κυκλικοί ολιγοσακχαρίτες

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση 3η. Μέθοδοι Διαχωρισμού. Τμήμα ΔΕΑΠΤ - Εργαστήριο Γενικής Χημείας

Άσκηση 3η. Μέθοδοι Διαχωρισμού. Τμήμα ΔΕΑΠΤ - Εργαστήριο Γενικής Χημείας Άσκηση 3η Μέθοδοι Διαχωρισμού 1 2 Θεωρητικό μέρος Χρήση των μεταβολών των φάσεων στην ανάλυση Οι ουσίες λειώνουν και βράζουν σε ορισμένες θερμοκρασίες, αλλάζοντας έτσι μορφή από στερεή σε υγρή ή από υγρή

Διαβάστε περισσότερα

ηλεκτρικό ρεύμα ampere

ηλεκτρικό ρεύμα ampere Ηλεκτρικό ρεύμα Το ηλεκτρικό ρεύμα είναι ο ρυθμός με τον οποίο διέρχεται ηλεκτρικό φορτίο από μια περιοχή του χώρου. Η μονάδα μέτρησης του ηλεκτρικού ρεύματος στο σύστημα SI είναι το ampere (A). 1 A =

Διαβάστε περισσότερα

Αγωγιμότητα στα μέταλλα

Αγωγιμότητα στα μέταλλα Η κίνηση των ατόμων σε κρυσταλλικό στερεό Θερμοκρασία 0 Θερμοκρασία 0 Δ. Γ. Παπαγεωργίου Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων dpapageo@cc.uoi.gr http://pc164.materials.uoi.gr/dpapageo

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΗ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ

ΦΥΣΙΚΗ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΦΥΣΙΚΗ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ Νόμος του Coulomb Έστω δύο ακίνητα σημειακά φορτία, τα οποία βρίσκονται σε απόσταση μεταξύ τους. Τα φορτία αυτά αλληλεπιδρούν μέσω δύναμης F, της οποίας

Διαβάστε περισσότερα

ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ

ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ Με τον όρο χρωματογραφία εννοούμε ένα πλήθος τεχνικών διαχωρισμού που βασίζονται στη διαφορετική κατανομή των συστατικών ενός μίγματος μεταξύ μια κινητής και μιας στατικής

Διαβάστε περισσότερα

Παρασκευαστικό διαχωρισμό πολλών ουσιών με κατανομή μεταξύ των δύο διαλυτών.

Παρασκευαστικό διαχωρισμό πολλών ουσιών με κατανομή μεταξύ των δύο διαλυτών. 1. ΕΚΧΥΛΙΣΗ Η εκχύλιση είναι μία από τις πιο συνηθισμένες τεχνικές διαχωρισμού και βασίζεται στην ισορροπία κατανομής μιας ουσίας μεταξύ δύο φάσεων, που αναμιγνύονται ελάχιστα μεταξύ τους. Η ευρύτητα στη

Διαβάστε περισσότερα

Ενόργανη Ανάλυση II. Ενότητα 1: Θεωρία Χρωματογραφίας 7 η Διάλεξη. Θωμαΐδης Νικόλαος Τμήμα Χημείας Εργαστήριο Αναλυτικής Χημείας

Ενόργανη Ανάλυση II. Ενότητα 1: Θεωρία Χρωματογραφίας 7 η Διάλεξη. Θωμαΐδης Νικόλαος Τμήμα Χημείας Εργαστήριο Αναλυτικής Χημείας Ενόργανη Ανάλυση II Ενότητα 1: 7 η Διάλεξη Θωμαΐδης Νικόλαος Τμήμα Χημείας Εργαστήριο Αναλυτικής Χημείας ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑ ΥΠΕΡΚΡΙΣΙΜΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ (SFC) ΥΠΕΡΚΡΙΣΙΜΑ ΡΕΥΣΤΑ CO 2 Σύγκριση των ιδιοτήτων υπεκρίσιμων

Διαβάστε περισσότερα

Από την Ανόσόηλεκτρόφό ρηση στην Ανόσόκαθη λωση και Ανοσοαφαίρεση-Τριχοειδούς Ηλεκτροφόρησης

Από την Ανόσόηλεκτρόφό ρηση στην Ανόσόκαθη λωση και Ανοσοαφαίρεση-Τριχοειδούς Ηλεκτροφόρησης Από την Ανόσόηλεκτρόφό ρηση στην Ανόσόκαθη λωση και Ανοσοαφαίρεση-Τριχοειδούς Ηλεκτροφόρησης (immunosubtraction capillary electrophoresis (IS-CE)) Xρήστος Ντίνας Βιοχημικός-Κλινικός Χημικός Υπεύθυνος Εργαστηρίου

Διαβάστε περισσότερα

Έλεγχος και Διασφάλιση Ποιότητας

Έλεγχος και Διασφάλιση Ποιότητας Έλεγχος και Διασφάλιση Ποιότητας Ενότητα 6: Κουππάρης Μιχαήλ Τμήμα Χημείας Εργαστήριο Αναλυτικής Χημείας ΕΛΕΓΧΟΣ ΕΠΙΔΟΣΗΣ / ΔΙΑΚΡΙΒΩΣΗ Περιλαμβάνει έλεγχο: ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ HPLC (1) Συστήματος παροχής διαλυτών

Διαβάστε περισσότερα

5.1 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΓΡΑΜΜΟΙΣΟΔΥΝΑΜΟΥ ΙΟΝΤΟΣ ΟΞΥΓΟΝΟΥ, ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ ΚΑΙ ΧΑΛΚΟΥ ΜΕ ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΣΗ

5.1 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΓΡΑΜΜΟΙΣΟΔΥΝΑΜΟΥ ΙΟΝΤΟΣ ΟΞΥΓΟΝΟΥ, ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ ΚΑΙ ΧΑΛΚΟΥ ΜΕ ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΣΗ 5.1 ΑΣΚΗΣΗ 5 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΓΡΑΜΜΟΙΣΟΔΥΝΑΜΟΥ ΙΟΝΤΟΣ ΟΞΥΓΟΝΟΥ, ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ ΚΑΙ ΧΑΛΚΟΥ ΜΕ ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΣΗ Α' ΜΕΡΟΣ: Ηλεκτρόλυση του νερού. ΘΕΜΑ: Εύρεση της μάζας οξυγόνου και υδρογόνου που εκλύονται σε ηλεκτρολυτική

Διαβάστε περισσότερα

Σκοπός: Περιγραφή της συμπεριφοράς των νευρικών κυττάρων και ποσοτικά και ποιοτικά.

Σκοπός: Περιγραφή της συμπεριφοράς των νευρικών κυττάρων και ποσοτικά και ποιοτικά. Σκοπός: Περιγραφή της συμπεριφοράς των νευρικών κυττάρων και ποσοτικά και ποιοτικά. Τα νευρικά κύτταρα περιβάλλονται από μία πλασματική μεμβράνη της οποίας κύρια λειτουργία είναι να ελέγχει το πέρασμα

Διαβάστε περισσότερα

Οργανολογία Κινητή φάση αέριο (άζωτο ή ήλιο)

Οργανολογία Κινητή φάση αέριο (άζωτο ή ήλιο) ΑΕΡΙΑ ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑ Οργανολογία Κινητή φάση αέριο (άζωτο ή ήλιο) 150-200 ο C 400 o C Εφαρμογές Πιο εκλεκτική μέθοδος για ανίχνευση προσμίξεων κατά την παραγωγή Ποσοτικός προσδιορισμός ουσιών που στερούνται

Διαβάστε περισσότερα

Θέµατα προηγούµενων εξεταστικών περιόδων. 1 ο Θέµα Ιανουαρίου 2005

Θέµατα προηγούµενων εξεταστικών περιόδων. 1 ο Θέµα Ιανουαρίου 2005 Θέµατα προηγούµενων εξεταστικών περιόδων 1 ο Θέµα Ιανουαρίου 2005 Σε ένα επίπεδο ηλεκτρόδιο ενεργού επιφάνειας 2 cm 2, που χρησιµοποιείται ως άνοδος σε µία ηλεκτρολυτική κυψέλη που περιέχει διάλυµα 2*10-3

Διαβάστε περισσότερα

l R= ρ Σε ηλεκτρικό αγωγό µήκους l και διατοµής A η αντίσταση δίνεται από την εξίσωση: (1)

l R= ρ Σε ηλεκτρικό αγωγό µήκους l και διατοµής A η αντίσταση δίνεται από την εξίσωση: (1) ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ ΗΕΚΤΡΟΥΤΩΝ Θέµα ασκήσεως Μελέτη της µεταβολής της αγωγιµότητας ισχυρού και ασθενούς ηλεκτρολύτη µε την συγκέντρωση, προσδιορισµός της µοριακής αγωγιµότητας σε άπειρη αραίωση ισχυρού οξέος,

Διαβάστε περισσότερα

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα ΔΙΑΛΕΞΗ 11 Εισαγωγή στην Ηλεκτροδυναμική Ηλεκτρικό φορτίο Ηλεκτρικό πεδίο ΦΥΣ102 1 Στατικός

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση 3η. Μέθοδοι Διαχωρισμού. Τμήμα ΔΕΑΠΤ - Εργαστήριο Γενικής Χημείας

Άσκηση 3η. Μέθοδοι Διαχωρισμού. Τμήμα ΔΕΑΠΤ - Εργαστήριο Γενικής Χημείας Άσκηση 3η Μέθοδοι Διαχωρισμού 1 2 Θεωρητικό μέρος Χρήση των μεταβολών των φάσεων στην ανάλυση Οι ουσίες λειώνουν και βράζουν σε ορισμένες θερμοκρασίες, αλλάζοντας έτσι μορφή από στερεή σε υγρή ή από υγρή

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ 1. Οι δυναμικές γραμμές ηλεκτροστατικού πεδίου α Είναι κλειστές β Είναι δυνατόν να τέμνονται γ Είναι πυκνότερες σε περιοχές όπου η ένταση του πεδίου είναι μεγαλύτερη δ Ξεκινούν

Διαβάστε περισσότερα

2-1. I I i. ti (3) Q Q i. όπου Q το συνολικό ηλεκτρικό φορτίο που μεταφέρεται και είναι: (4)

2-1. I I i. ti (3) Q Q i. όπου Q το συνολικό ηλεκτρικό φορτίο που μεταφέρεται και είναι: (4) 2-1 ΑΡΙΘΜΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΙΟΝΤΩΝ Θέμα ασκήσεως: Προσδιορισμός αριθμού μεταφοράς ιόντων με την μέθοδο Horf. Θεωρία Κατά την εφαρμογή ηλεκτρικού πεδίου σε ιοντικό διάλυμα, ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται από αυτό

Διαβάστε περισσότερα

ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΥ Κ. ΖΑΧΑΡΗ

ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΥ Κ. ΖΑΧΑΡΗ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΕΙΑΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΥ Κ. ΖΑΧΑΡΗ ΧΗΜΙΚΟΥ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΣ ΣΤΗΝ ΠΡΟΚΑΤΕΡΓΑΣΙΑ ΚΑΙ ΑΝΑΛΥΣΗ ΕΙΓΜΑΤΩΝ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΤΗΣ ΙΑ ΟΧΙΚΗΣ ΕΓΧΥΣΗΣ

Διαβάστε περισσότερα

Η ΑΝΑΓΚΗ ΓΙΑ ΠΟΣΟΤΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΣΤΗΝ ΕΝΟΡΓΑΝΗ ΑΝΑΛΥΣΗ

Η ΑΝΑΓΚΗ ΓΙΑ ΠΟΣΟΤΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΣΤΗΝ ΕΝΟΡΓΑΝΗ ΑΝΑΛΥΣΗ Η ΑΝΑΓΚΗ ΓΙΑ ΠΟΣΟΤΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΣΤΗΝ ΕΝΟΡΓΑΝΗ ΑΝΑΛΥΣΗ Οι Ενόργανες Μέθοδοι Ανάλυσης είναι σχετικές μέθοδοι και σχεδόν στο σύνολο τους παρέχουν την αριθμητική τιμή μιας φυσικής ή φυσικοχημικής ιδιότητας, η

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Ηλεκτρικό Ρεύμα Μέρος 1 ο

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Ηλεκτρικό Ρεύμα Μέρος 1 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Ηλεκτρικό Ρεύμα Μέρος 1 ο Βασίλης Γαργανουράκης Φυσική ήγ Γυμνασίου Εισαγωγή Στο προηγούμενο κεφάλαιο μελετήσαμε τις αλληλεπιδράσεις των στατικών (ακίνητων) ηλεκτρικών φορτίων. Σε αυτό το κεφάλαιο

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ Aγωγιμομετρία

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ Aγωγιμομετρία ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ Aγωγιμομετρία Ιωάννης Πούλιος Αθανάσιος Κούρας Ευαγγελία Μανώλη ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΕΙΑΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ 54124 ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ

Διαβάστε περισσότερα

ΑΣΚΗΣΗ 8 - Μελέτη της ηλεκτρόλυσης CuSO 4 ΑΣΚΗΣΗ 8. Μελέτη της ηλεκτρόλυσης CuSO 4

ΑΣΚΗΣΗ 8 - Μελέτη της ηλεκτρόλυσης CuSO 4 ΑΣΚΗΣΗ 8. Μελέτη της ηλεκτρόλυσης CuSO 4 ΑΣΚΗΣΗ 8 Μελέτη της ηλεκτρόλυσης CuSO 4 Συσκευές: Ένα τροφοδοτικό συνεχούς τάσης, ένα αμπερόμετρο, ένα χρονόμετρο και ένα βολτάμετρο. Το βολτάμετρο ή κουλομβόμετρο αποτελείται από ένα γυάλινο δοχείο που

Διαβάστε περισσότερα

Γραπτή «επί πτυχίω» εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών ΙΙ»-Ιανουάριος 2017

Γραπτή «επί πτυχίω» εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών ΙΙ»-Ιανουάριος 2017 Ερώτηση 1 (10 μονάδες) - ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ-ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ (Καθ. Β.Ζασπάλης) Σε μια διεργασία ενανθράκωσης

Διαβάστε περισσότερα

ηλεκτρικό ρεύµα ampere

ηλεκτρικό ρεύµα ampere Ηλεκτρικό ρεύµα Το ηλεκτρικό ρεύµα είναι ο ρυθµός µε τον οποίο διέρχεται ηλεκτρικό φορτίο από µια περιοχή του χώρου. Η µονάδα µέτρησης του ηλεκτρικού ρεύµατος στο σύστηµα SI είναι το ampere (A). 1 A =

Διαβάστε περισσότερα

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ ΟΔΗΓΙΕΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΑΣΚΗΣΗΣ ΥΓΡΗΣ ΕΚΧΥΛΙΣΗΣ Ελένη Παντελή, Υποψήφια Διδάκτορας Γεωργία Παππά, Δρ. Χημικός Μηχανικός

Διαβάστε περισσότερα

(1) i mig,k = z 2 kf 2 u k c k (2) i mig = i mig,k = z 2 kf 2 u k c k. k=1. k=1

(1) i mig,k = z 2 kf 2 u k c k (2) i mig = i mig,k = z 2 kf 2 u k c k. k=1. k=1 Αριθμοί μεταφοράς Α. Καραντώνης 1 Σκοπός Σκοπός της άσκησης είναι ο πειραματικός προσδιορισμός των αριθμών μεταφοράς με τη μέθοδο Hittorf. Ειδικότερα, προσδιορίζονται ο αριθμοί μεταφοράς κατιόντων υδρογόνου

Διαβάστε περισσότερα

Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ανόργανη Χημεία. Ενότητα 8 η : Υγρά, Στερεά & Αλλαγή Φάσεων. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής.

Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ανόργανη Χημεία. Ενότητα 8 η : Υγρά, Στερεά & Αλλαγή Φάσεων. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων Ανόργανη Χημεία Ενότητα 8 η : Υγρά, Στερεά & Αλλαγή Φάσεων Οκτώβριος 2018 Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής Πολικοί Ομοιοπολικοί Δεσμοί & Διπολικές Ροπές 2 Όπως έχει

Διαβάστε περισσότερα

1)Σε ένα πυκνωτή, η σχέση μεταξύ φορτίου Q και τάσης V μεταξύ των οπλισμών του, απεικονίζεται στο διάγραμμα.

1)Σε ένα πυκνωτή, η σχέση μεταξύ φορτίου Q και τάσης V μεταξύ των οπλισμών του, απεικονίζεται στο διάγραμμα. 1)Σε ένα πυκνωτή, η σχέση μεταξύ φορτίου Q και τάσης V μεταξύ των οπλισμών του, απεικονίζεται στο διάγραμμα. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση. Η χωρητικότητα του πυκνωτή είναι: α. 5 F, β. 1 / 5 μf, γ. 5

Διαβάστε περισσότερα

Ενεργότητα και συντελεστές ενεργότητας- Οξέα- Οι σταθερές ισορροπίας. Εισαγωγική Χημεία

Ενεργότητα και συντελεστές ενεργότητας- Οξέα- Οι σταθερές ισορροπίας. Εισαγωγική Χημεία Ενεργότητα και συντελεστές ενεργότητας- Οξέα- Οι σταθερές ισορροπίας 1 Εισαγωγική Χημεία 2013-14 Από τον ορισμό της Ιοντικής Ισχύος (Ι) τα χημικά είδη ψηλού φορτίου συνεισφέρουν περισσότερο στην ιοντική

Διαβάστε περισσότερα

ΧΗΜΙΚΟΙ ΔΕΣΜΟΙ. Να δίδουν τον ορισμό του χημικού δεσμού. Να γνωρίζουν τα είδη των δεσμών. Να εξηγούν το σχηματισμό του ιοντικού ομοιοπολικού δεσμού.

ΧΗΜΙΚΟΙ ΔΕΣΜΟΙ. Να δίδουν τον ορισμό του χημικού δεσμού. Να γνωρίζουν τα είδη των δεσμών. Να εξηγούν το σχηματισμό του ιοντικού ομοιοπολικού δεσμού. ΧΗΜΙΚΟΙ ΔΕΣΜΟΙ ΣΤΟΧΟΙ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ Στο τέλος αυτής της διδακτικής ενότητας οι μαθητές θα πρέπει να μπορούν: Να δίδουν τον ορισμό του χημικού δεσμού. Να γνωρίζουν τα είδη των δεσμών Να εξηγούν το σχηματισμό

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ Το ηλεκτρικό φορτίο στο εσωτερικό του ατόμου 1. Από τι σωματίδια αποτελούνται τα άτομα σύμφωνα με τις απόψεις των Rutherford και Bohr;

ΚΕΦΑΛΑΙΟ Το ηλεκτρικό φορτίο στο εσωτερικό του ατόμου 1. Από τι σωματίδια αποτελούνται τα άτομα σύμφωνα με τις απόψεις των Rutherford και Bohr; ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 1.1 Γνωριμία με τη ηλεκτρική δύναμη. 1. Ποιες δυνάμεις λέγονται ηλεκτρικές; Λέμε τις δυνάμεις που ασκούνται μεταξύ σωμάτων που έχουμε τρίψει προηγουμένως δηλαδή σωμάτων ηλεκτρισμένων. 2. Τι

Διαβάστε περισσότερα

Ξεκινώντας από την εξίσωση Poisson για το δυναμικό V στο στατικό ηλεκτρικό πεδίο:

Ξεκινώντας από την εξίσωση Poisson για το δυναμικό V στο στατικό ηλεκτρικό πεδίο: 1 2. Διοδος p-n 2.1 Επαφή p-n Στο σχήμα 2.1 εικονίζονται δύο μέρη ενός ημιαγωγού με διαφορετικού τύπου αγωγιμότητες. Αριστερά ο ημιαγωγός είναι p-τύπου και δεξια n-τύπου. Και τα δύο μέρη είναι ηλεκτρικά

Διαβάστε περισσότερα

Γενική Χημεία. Νίκος Ξεκουκουλωτάκης Επίκουρος Καθηγητής

Γενική Χημεία. Νίκος Ξεκουκουλωτάκης Επίκουρος Καθηγητής Γενική Χημεία Νίκος Ξεκουκουλωτάκης Επίκουρος Καθηγητής Πολυτεχνείο Κρήτης Τμήμα Μηχανικών Περιβάλλοντος Γραφείο Κ2.125, τηλ.: 28210-37772 e-mail:nikosxek@gmail.com Περιεχόμενα Διαλύματα Γραμμομοριακή

Διαβάστε περισσότερα

αγωγοί ηµιαγωγοί µονωτές Σχήµα 1

αγωγοί ηµιαγωγοί µονωτές Σχήµα 1 Η2 Μελέτη ηµιαγωγών 1. Σκοπός Στην περιοχή της επαφής δυο ηµιαγωγών τύπου p και n δηµιουργούνται ορισµένα φαινόµενα τα οποία είναι υπεύθυνα για τη συµπεριφορά της επαφής pn ή κρυσταλλοδιόδου, όπως ονοµάζεται,

Διαβάστε περισσότερα

Εξεταστέα Ύλη στη Φυσική Γ Γυμνασίου

Εξεταστέα Ύλη στη Φυσική Γ Γυμνασίου Εξεταστέα Ύλη στη Φυσική Γ Γυμνασίου ΕΝΟΤΗΤΑ 1: Ενέργεια (Φυλλάδια) Ορισμός έργου σταθερής δύναμης που ασκείται σε ένα σώμα και έχει την ίδια διεύθυνση με την μετατόπιση του σώματος: W = Δύναμη x Μετατόπιση=

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 1 η & 2 η : ΟΡΙΑΚΟ ΣΤΡΩΜΑ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 1 η & 2 η : ΟΡΙΑΚΟ ΣΤΡΩΜΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 1 η & 2 η : ΟΡΙΑΚΟ ΣΤΡΩΜΑ ΜΕΛΕΤΗ ΣΤΡΩΤΟΥ ΟΡΙΑΚΟΥ ΣΤΡΩΜΑΤΟΣ ΠΑΝΩ ΑΠΟ ΑΚΙΝΗΤΗ ΟΡΙΖΟΝΤΙΑ ΕΠΙΠΕΔΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ Σκοπός της άσκησης Στην παρούσα εργαστηριακή άσκηση γίνεται μελέτη του Στρωτού

Διαβάστε περισσότερα

1.Εισαγωγή. 2.Επιλεκτικά ηλεκτρόδια ιόντων(εηι)

1.Εισαγωγή. 2.Επιλεκτικά ηλεκτρόδια ιόντων(εηι) ΑΜΕΣΗ ΜΕΤΡΗΣΗ ΙΟΝΤΩΝ Κ + ΣΤΟ ΠΟΣΙΜΟ ΝΕΡΟ ΜΕ ΕΠΙΛΕΚΤΙΚΟ ΗΛΕΚΤΡΟΔΙΟ 1.Εισαγωγή Χημικοί αισθητήρες είναι όργανα τα οποία μπορούν να παρακολουθούν την ενεργότητα φορτισμένων ή μη ουσιών σε υγρή ή αέρια φάση.

Διαβάστε περισσότερα

MAΘΗΜΑ 7 ο MEΘΟ ΟΙ ΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ ΟΡΓΑΝΙΚΩΝ ΕΝΩΣΕΩΝ

MAΘΗΜΑ 7 ο MEΘΟ ΟΙ ΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ ΟΡΓΑΝΙΚΩΝ ΕΝΩΣΕΩΝ MAΘΗΜΑ 7 ο MEΘΟ ΟΙ ΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ ΟΡΓΑΝΙΚΩΝ ΕΝΩΣΕΩΝ ΜΕΘΟ ΟΙ Δρα. Κουκουλίτσα Αικατερίνη Χημικός Εργαστηριακός Συνεργάτης Τ.Ε.Ι Αθήνας ckoukoul@teiath.gr ΜΕΘΟ ΟΙ Ανάλογα με τη φυσική κατάσταση των 2 φάσεων

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΟΡΓΑΝΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ Ενότητα : Χρωματογραφία λεπτής στοιβάδας, TLC

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΟΡΓΑΝΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ Ενότητα : Χρωματογραφία λεπτής στοιβάδας, TLC ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΟΡΓΑΝΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ Ενότητα : Χρωματογραφία λεπτής στοιβάδας, TLC Διδάσκοντες: Κων/νος Τσιτσιλιάνης, Καθηγητής Ουρανία Κούλη, Ε.ΔΙ.Π. Μαρία Τσάμη, Ε.ΔΙ.Π. Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Χημικών Μηχανικών

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ Η Επιστήμη της Θερμοδυναμικής ασχολείται με την ποσότητα της θερμότητας που μεταφέρεται σε ένα κλειστό και απομονωμένο σύστημα από μια κατάσταση ισορροπίας σε μια άλλη

Διαβάστε περισσότερα

ΔΙΕΘΝΕΣ ΣΥΣΤΗΜΑ ΜΟΝΑΔΩΝ (S.I.)

ΔΙΕΘΝΕΣ ΣΥΣΤΗΜΑ ΜΟΝΑΔΩΝ (S.I.) ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΔΙΕΘΝΕΣ ΣΥΣΤΗΜΑ ΜΟΝΑΔΩΝ (S.I.) Το 1960 καθορίστηκε μετά από διεθνή συμφωνία το Διεθνές Σύστημα Μονάδων S.I. (από τα αρχικά των γαλλικών λέξεων Système International d Unités). Το σύστημα

Διαβάστε περισσότερα

Οι ηµιαγωγοι αποτελουν την πλεον χρησιµη κατηγορια υλικων απο ολα τα στερεα για εφαρµογες στα ηλεκτρονικα.

Οι ηµιαγωγοι αποτελουν την πλεον χρησιµη κατηγορια υλικων απο ολα τα στερεα για εφαρµογες στα ηλεκτρονικα. Οι ηµιαγωγοι αποτελουν την πλεον χρησιµη κατηγορια υλικων απο ολα τα στερεα για εφαρµογες στα ηλεκτρονικα. Οι ηµιαγωγοι εχουν ηλεκτρικη ειδικη αντισταση (ή ηλεκτρικη αγωγιµοτητα) που κυµαινεται µεταξυ

Διαβάστε περισσότερα

ΙΟΝΤΙΚΟΣ ΚΑΙ ΟΜΟΙΟΠΟΛΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ ΙΟΝΤΙΚΟΣ Ή ΕΤΕΡΟΠΟΛΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ

ΙΟΝΤΙΚΟΣ ΚΑΙ ΟΜΟΙΟΠΟΛΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ ΙΟΝΤΙΚΟΣ Ή ΕΤΕΡΟΠΟΛΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ ΙΟΝΤΙΚΟΣ ΚΑΙ ΟΜΟΙΟΠΟΛΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ Το είδος του χημικού δεσμού που θα προκύψει κατά την ένωση δύο ατόμων εξαρτάται από την σχετική ένταση των ελκτικών δυνάμεων που ασκούν οι πυρήνες των δύο ατόμων στα ηλεκτρόνια

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ Ι ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ

ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ Ι ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ Ι ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ 1 1. ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ Το ηλεκτρικό ρεύμα είναι ροή ηλεκτρικών φορτίων. Θεωρούμε ότι έχουμε για συγκέντρωση φορτίου που κινείται και διέρχεται κάθετα από

Διαβάστε περισσότερα

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΚΑΙ ΔΙΑΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑ

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΚΑΙ ΔΙΑΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΚΑΙ ΔΙΑΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑ Διάχυση Η διάχυση είναι το κύριο φαινόμενο με το οποίο γίνεται η παθητική μεταφορά διαμέσου ενός διαχωριστικού φράγματος Γενικά στη διάχυση ένα αέριο ή

Διαβάστε περισσότερα

ΔΙΔΑΚΤΕΑ ΥΛΗ ΣΤΟΧΟΙ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ

ΔΙΔΑΚΤΕΑ ΥΛΗ ΣΤΟΧΟΙ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ ΑΝΑΛΥΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΧΗΜΕΙΑΣ B ΤΑΞΗ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΓΡΑΦΕΙΑ ΕΠΙΘΕΩΡΗΤΩΝ ΜΕΣΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΛΕΥΚΩΣΙΑ ΣΧΟΛΙΚΗ ΧΡΟΝΙΑ 2007-2008 ΔΙΔΑΚΤΕΑ ΥΛΗ ΣΤΟΧΟΙ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ 1. Ταξινόμηση

Διαβάστε περισσότερα

Η πυκνότητα του νερού σε θερμοκρασία 4 C και ατμοσφαιρική πίεση (1 atm) είναι ίση με 1g/mL.

Η πυκνότητα του νερού σε θερμοκρασία 4 C και ατμοσφαιρική πίεση (1 atm) είναι ίση με 1g/mL. Πυκνότητα Πυκνότητα ορίζεται το φυσικό μέγεθος που δίνεται από το πηλίκο της μάζας του σώματος προς τον αντίστοιχο όγκο που καταλαμβάνει σε σταθερές συνθήκες πίεσης (όταν πρόκειται για αέριο). Ο Συμβολισμός,

Διαβάστε περισσότερα

Παράγοντες που εξηγούν τη διαλυτότητα. Είδη διαλυμάτων

Παράγοντες που εξηγούν τη διαλυτότητα. Είδη διαλυμάτων Παράγοντες που εξηγούν τη διαλυτότητα 1. Η φυσική τάση των ουσιών να αναμιγνύονται μεταξύ τους. 2. Οι σχετικές ελκτικές δυνάμεις μεταξύ των χημικών οντοτήτων του διαλύματος Είδη διαλυμάτων Στα διαλύματα

Διαβάστε περισσότερα

4 η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΜΕ ΣΥΝΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ Α. ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ

4 η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΜΕ ΣΥΝΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ Α. ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ ΑEI ΠΕΙΡΑΙΑ(ΤΤ) ΣΤΕΦ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ-ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΕ ΕΡΓ. ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ 4 η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΜΕ ΣΥΝΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ ΠΑΡΑΛΛΗΛΗ ΡΟΗ ΕΠΑΝΩ ΑΠΟ ΕΠΙΠΕΔΗ ΠΛΑΚΑ Σκοπός της άσκησης Η κατανόηση

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΠΕΧΑΜΕΤΡΙΑ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΠΕΧΑΜΕΤΡΙΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΠΕΧΑΜΕΤΡΙΑ Ιωάννης Πούλιος Αθανάσιος Κούρας Ευαγγελία Μανώλη ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΕΙΑΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ 54124 ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ

Διαβάστε περισσότερα

B' ΤΑΞΗ ΓΕΝ.ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΦΥΣΙΚΗ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ÅÐÉËÏÃÇ

B' ΤΑΞΗ ΓΕΝ.ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΦΥΣΙΚΗ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ÅÐÉËÏÃÇ 1 B' ΤΑΞΗ ΓΕΝ.ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΜΑ 1 ο ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό κάθε µιας από τις παρακάτω ερωτήσεις 1-4 και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΙΙ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΧΗΜΕΙΑΣ Πεχαμετρία Προσδιορισμός των σταθερών διάστασης μονοπρωτικών και πολυπρωτικών οξέων από μετρήσεις ph

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΙΙ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΧΗΜΕΙΑΣ Πεχαμετρία Προσδιορισμός των σταθερών διάστασης μονοπρωτικών και πολυπρωτικών οξέων από μετρήσεις ph ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΙΙ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΧΗΜΕΙΑΣ Πεχαμετρία Προσδιορισμός των σταθερών διάστασης μονοπρωτικών και πολυπρωτικών οξέων από μετρήσεις ph Ιωάννης Πούλιος ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΕΙΑΣ

Διαβάστε περισσότερα

Μηχανική και Ανάπτυξη Διεργασιών 7ο Εξάμηνο, Σχολή Χημικών Μηχανικών ΕΜΠ ΥΓΡΗ ΕΚΧΥΛΙΣΗ

Μηχανική και Ανάπτυξη Διεργασιών 7ο Εξάμηνο, Σχολή Χημικών Μηχανικών ΕΜΠ ΥΓΡΗ ΕΚΧΥΛΙΣΗ Μηχανική και Ανάπτυξη Διεργασιών 7ο Εξάμηνο, Σχολή Χημικών Μηχανικών ΕΜΠ ΥΓΡΗ ΕΚΧΥΛΙΣΗ Η υγρή εκχύλιση βρίσκει εφαρμογή όταν. Η σχετική πτητικότητα των συστατικών του αρχικού διαλύματος είναι κοντά στη

Διαβάστε περισσότερα

Ανόργανη Χημεία. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ενότητα 4 η : Ιοντικοί Δεσμοί Χημεία Κύριων Ομάδων. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής

Ανόργανη Χημεία. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ενότητα 4 η : Ιοντικοί Δεσμοί Χημεία Κύριων Ομάδων. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων Ανόργανη Χημεία Ενότητα 4 η : Ιοντικοί Δεσμοί Χημεία Κύριων Ομάδων Οκτώβριος 2018 Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής Δόμηση Ηλεκτρονίων στα Ιόντα 2 Για τα στοιχεία

Διαβάστε περισσότερα

Η βαθμίδα του ηλεκτρικού πεδίου της μεμβράνης τείνει να συγκρατήσει τα θετικά φορτισμένα ιόντα.

Η βαθμίδα του ηλεκτρικού πεδίου της μεμβράνης τείνει να συγκρατήσει τα θετικά φορτισμένα ιόντα. Τα ιόντα χλωρίου βρίσκονται σε πολύ μεγαλύτερη πυκνότητα στο εξωτερικό παρά στο εσωτερικό του κυττάρου, με αποτέλεσμα να εμφανίζεται παθητικό ρεύμα εισόδου τους στο κύτταρο. Τα αρνητικά φορτισμένα ιόντα

Διαβάστε περισσότερα

Ανάλυση µε έγχυση του δείγµατος σε συνεχή ροή (Flow Injection Analysis, FIA)

Ανάλυση µε έγχυση του δείγµατος σε συνεχή ροή (Flow Injection Analysis, FIA) Ανάλυση µε έγχυση του δείγµατος σε συνεχή ροή (Flow Injection Analysis, FIA) H ιστορική εξέλιξη των αυτόµατων µεθόδων ανάλυσης Κλασική ανάλυση Ασυνεχής αυτόµατη ανάλυση Ανάλυση συνεχούς ροής? Τα πλεονεκτήµατα

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ. Εργαστήριο Φυσικής IΙ. Μελέτη της απόδοσης φωτοβολταϊκού στοιχείου με χρήση υπολογιστή. 1. Σκοπός. 2. Σύντομο θεωρητικό μέρος

ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ. Εργαστήριο Φυσικής IΙ. Μελέτη της απόδοσης φωτοβολταϊκού στοιχείου με χρήση υπολογιστή. 1. Σκοπός. 2. Σύντομο θεωρητικό μέρος ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 1. Σκοπός Το φωτοβολταϊκό στοιχείο είναι μία διάταξη ημιαγωγών η οποία μετατρέπει την φωτεινή ενέργεια που προσπίπτει σε αυτήν σε ηλεκτρική.. Όταν αυτή φωτιστεί με φωτόνια κατάλληλης συχνότητας

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγικό Ένθετο. 2. Ποια σώματα ονομάζονται ηλεκτρισμένα και τι είναι η ηλέκτριση;

Εισαγωγικό Ένθετο. 2. Ποια σώματα ονομάζονται ηλεκτρισμένα και τι είναι η ηλέκτριση; Εισαγωγικό Ένθετο 1. Πως προήλθε η ονομασία ηλεκτρισμός; Τον 6 ο αιώνα π.χ. οι αρχαίοι Έλληνες ανακάλυψαν ότι το ήλεκτρο (κεχριμπάρι), όταν τριβόταν με ένα κομμάτι ύφασμα, αποκτούσε μια παράξενη ιδιότητα

Διαβάστε περισσότερα

1. Να χαρακτηρίσετε τις παρακάτω προτάσεις ως σωστές (Σ) ή λανθασμένες (Λ):

1. Να χαρακτηρίσετε τις παρακάτω προτάσεις ως σωστές (Σ) ή λανθασμένες (Λ): 1. Να χαρακτηρίσετε τις παρακάτω προτάσεις ως σωστές (Σ) ή λανθασμένες (Λ): 1) Ηλεκτρισμένα ονομάζουμε τα σώματα τα οποία, αφού τα τρίψουμε έχουν την ιδιότητα να έλκουν μικρά αντικείμενα. 2) Οι ηλεκτρικές

Διαβάστε περισσότερα

Διάβρωση και Προστασία. Εαρινό εξάμηνο Ακ. Έτους Μάθημα 6ο

Διάβρωση και Προστασία. Εαρινό εξάμηνο Ακ. Έτους Μάθημα 6ο Διάβρωση και Προστασία Εαρινό εξάμηνο Ακ. Έτους 2016-17 Μάθημα 6ο Διάγραμμα δυναμικού Ε- ph για σίδηρο εμβαπτισμένο σε διάλυμα Fe 2+ με ενεργότητα = 1 Σε ph=2 για διάλυμα περιεκτικότητας σε ιόντα Fe 2+

Διαβάστε περισσότερα

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα ΔΙΑΛΕΞΗ 13 Ηλεκτρικό (Βαθμωτό) δυναμικό ΦΥΣ102 1 Διαφορά δυναμικού Η Ηλεκτροστατική Δύναμη

Διαβάστε περισσότερα

ΙΑΜΟΡΙΑΚΕΣ ΥΝΑΜΕΙΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ ΤΗΣ ΥΛΗΣ ΠΡΟΣΘΕΤΙΚΕΣ Ι ΙΟΤΗΤΕΣ

ΙΑΜΟΡΙΑΚΕΣ ΥΝΑΜΕΙΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ ΤΗΣ ΥΛΗΣ ΠΡΟΣΘΕΤΙΚΕΣ Ι ΙΟΤΗΤΕΣ ΙΑΜΟΡΙΑΚΕΣ ΥΝΑΜΕΙΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ ΤΗΣ ΥΛΗΣ ΠΡΟΣΘΕΤΙΚΕΣ Ι ΙΟΤΗΤΕΣ εσµός Υδρογόνου 1) Τι ονοµάζεται δεσµός υδρογόνου; εσµός ή γέφυρα υδρογόνου : είναι µια ειδική περίπτωση διαµοριακού δεσµού διπόλου-διπόλου,

Διαβάστε περισσότερα

ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑ ΑΕΡΙΟΥ-ΥΓΡΟΥ (GLC)

ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑ ΑΕΡΙΟΥ-ΥΓΡΟΥ (GLC) ΣΤΑΤΙΚΗ ΦΑΣΗ : Μη πτητικό υγρό με τη μορφή λεπτής στιβάδας επί στερεής αδρανούς επιφάνειας ΣΤΗΛΕΣ: Πληρωμένες στήλες (packed columns) Στήλες ανοικτού σωλήνα ή τριχοειδείς στήλες (open tubular or capillary

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 20. Θερμότητα

Κεφάλαιο 20. Θερμότητα Κεφάλαιο 20 Θερμότητα Εισαγωγή Για να περιγράψουμε τα θερμικά φαινόμενα, πρέπει να ορίσουμε με προσοχή τις εξής έννοιες: Θερμοκρασία Θερμότητα Θερμοκρασία Συχνά συνδέουμε την έννοια της θερμοκρασίας με

Διαβάστε περισσότερα

Αυτoϊοντισμός του νερού ph

Αυτoϊοντισμός του νερού ph Αυτoϊοντισμός του νερού ph Το καθαρό νερό είναι ηλεκτρολύτης; Το καθαρό νερό είναι ομοιοπολική ένωση και θα περιμέναμε να είναι μην εμφανίζει ηλεκτρική αγωγιμότητα. Μετρήσεις μεγάλης ακρίβειας όμως έδειξαν

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΟ ΚΕΝΤΡΟ ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ Ν. ΜΑΓΝΗΣΙΑΣ ( Ε.Κ.Φ.Ε ) ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΟ ΚΕΝΤΡΟ ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ Ν. ΜΑΓΝΗΣΙΑΣ ( Ε.Κ.Φ.Ε ) ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΟ ΚΕΝΤΡΟ ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ Ν. ΜΑΓΝΗΣΙΑΣ ( Ε.Κ.Φ.Ε ) ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ Θέμα: ΜΕΤΟΥΣΙΩΣΗ ΠΡΩΤΕΪΝΩΝ (άσκηση 7 του εργαστηριακού οδηγού) Μέσος χρόνος πειράματος: 45 λεπτά Α. ΑΝΑΛΩΣΙΜΑ Εργαλεία

Διαβάστε περισσότερα

Αιωρήματα & Γαλακτώματα

Αιωρήματα & Γαλακτώματα Αιωρήματα & Γαλακτώματα Εαρινό εξάμηνο Ακ. Έτους 2014-15 Μάθημα 2ο 25 February 2015 Αιωρήματα Γαλακτώματα 1 Παρασκευή αιωρημάτων Οι μέθοδοι παρασκευής αιωρημάτων κατατάσσονται σε δύο μεγάλες κατηγορίες

Διαβάστε περισσότερα

Ιοντική ισορροπία Προσδιορισμός του ph υδατικών διαλυμάτων οξέων βάσεων και αλάτων

Ιοντική ισορροπία Προσδιορισμός του ph υδατικών διαλυμάτων οξέων βάσεων και αλάτων Άσκηση 8η Ιοντική ισορροπία Προσδιορισμός του ph υδατικών διαλυμάτων οξέων βάσεων και αλάτων Πανεπιστήμιο Πατρών - Τμήμα ΔΕΑΠΤ - Εργαστήριο Γενικής Χημείας - Ακαδ. έτος 2016-17 Διάσταση 2 ετεροπολικών

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο H XHΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ. Χημεία της ζωής 1

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο H XHΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ. Χημεία της ζωής 1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο H XHΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ Χημεία της ζωής 1 2.1 ΒΑΣΙΚΕΣ ΧΗΜΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ Η Βιολογία μπορεί να μελετηθεί μέσα από πολλά και διαφορετικά επίπεδα. Οι βιοχημικοί, για παράδειγμα, ενδιαφέρονται περισσότερο

Διαβάστε περισσότερα

ΙΟΝΤΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΥΔΑΤΟΣ - ΥΔΡΟΛΥΣΗ. ΕΡΗ ΜΠΙΖΑΝΗ 4 ΟΣ ΟΡΟΦΟΣ, ΓΡΑΦΕΙΟ

ΙΟΝΤΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΥΔΑΤΟΣ - ΥΔΡΟΛΥΣΗ. ΕΡΗ ΜΠΙΖΑΝΗ 4 ΟΣ ΟΡΟΦΟΣ, ΓΡΑΦΕΙΟ ΙΟΝΤΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΥΔΑΤΟΣ - ΥΔΡΟΛΥΣΗ ΕΡΗ ΜΠΙΖΑΝΗ 4 ΟΣ ΟΡΟΦΟΣ, ΓΡΑΦΕΙΟ 2 eribizani@chem.uoa.gr 2107274573 1 ΤΟ ΝΕΡΟ ΩΣ ΟΞΥ ΚΑΙ ΩΣ ΒΑΣΗ Το νερό δρα άλλοτε ως οξύ και άλλοτε ως βάση Από τις αντιδράσεις του νερού

Διαβάστε περισσότερα

ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΚΑΙ ΑΕΡΟΝΑΥΠΗΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΤΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΑΥΤΗΣ

ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΚΑΙ ΑΕΡΟΝΑΥΠΗΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΤΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΑΥΤΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΚΑΙ ΑΕΡΟΝΑΥΠΗΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΤΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΑΥΤΗΣ Διευθυντής: Διονύσιος-Ελευθ. Π. Μάργαρης, Αναπλ. Καθηγητής ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρόλυση νερού ή ηλεκτρόλυση αραιού διαλύματος θειικού οξέος με ηλεκτρόδια λευκοχρύσου και με χρήση της συσκευής Hoffman.

Ηλεκτρόλυση νερού ή ηλεκτρόλυση αραιού διαλύματος θειικού οξέος με ηλεκτρόδια λευκοχρύσου και με χρήση της συσκευής Hoffman. Σύντομη περιγραφή του πειράματος Ηλεκτρόλυση νερού ή ηλεκτρόλυση αραιού διαλύματος θειικού οξέος με ηλεκτρόδια λευκοχρύσου και με χρήση της συσκευής Hoffman. Διδακτικοί στόχοι του πειράματος Στο τέλος

Διαβάστε περισσότερα

Σωματίδιο (σύμβολο) Θέση Σχετικό φορτίο

Σωματίδιο (σύμβολο) Θέση Σχετικό φορτίο XHMEIA-NOTES Μάζα: είναι το μέτρο της αντίστασης που παρουσιάζει ένα σώμα ως προς την μεταβολή της ταχύτητάς του και εκφράζεται το ποσό της ύλης που περιέχεται σε μια ουσία. Όργανο μέτρησης: Ζυγός Όγκος:

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 2 Χημικοί Δεσμοί

Κεφάλαιο 2 Χημικοί Δεσμοί Κεφάλαιο 2 Χημικοί Δεσμοί Σύνοψη Παρουσιάζονται οι χημικοί δεσμοί, ιοντικός, μοριακός, ατομικός, μεταλλικός. Οι ιδιότητες των υλικών τόσο οι φυσικές όσο και οι χημικές εξαρτώνται από το είδος ή τα είδη

Διαβάστε περισσότερα

ΕΝΟΤΗΤΑ Ι ΗΛΕΚΤΡΟΣΤΑΤΙΚΟ ΠΕ ΙΟ

ΕΝΟΤΗΤΑ Ι ΗΛΕΚΤΡΟΣΤΑΤΙΚΟ ΠΕ ΙΟ ΕΝΟΤΗΤΑ Ι ΗΛΕΚΤΡΟΣΤΑΤΙΚΟ ΠΕ ΙΟ Συστήµατα µονάδων Για το σχηµατισµό ενός συστήµατος µονάδων είναι απαραίτητη η εκλογή ορισµένων µεγεθών που ονοµάζονται θεµελιώδη. Στις επιστήµες χρησιµοποιείται αποκλειστικά

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 3 ο. Γ. Τσιατούχας. VLSI Technology and Computer Architecture Lab. Ημιαγωγοί - ίοδος Επαφής 2

Κεφάλαιο 3 ο. Γ. Τσιατούχας. VLSI Technology and Computer Architecture Lab. Ημιαγωγοί - ίοδος Επαφής 2 ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Ημιαγωγοί Δίοδος Επαφής Κεφάλαιο 3 ο Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής Γ. Τσιατούχας SI Techology ad Comuter Architecture ab ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Διάρθρωση 1. Φράγμα δυναμικού.

Διαβάστε περισσότερα