No category

پایان نامه رایگان درباره قرن نوزدهم

همکاران، 2012).
فصل سوم
استخراج فاز جامد (Solid Phase Extraction)
3-1 استخراج
استخراج روشی است برای جداسازی که مستلزم انتقال جسمی از یک فاز به فاز دیگر می‌باشد. در بعضی مواقع لازم است برای بازیابی یک جسم آلی از محلول آبی از راه‌هایی غیر از تقطیر استفاده شود. یکی از این راه‌ها تماس دادن محلول آبی با یک حلال غیر قابل امتزاج با آب است. اگر حلال خاصیت جداسازی را داشته باشد بیشتر مواد آلی از لایه آبی به حلال آلی (حلال غیر قابل امتزاج با آب) انتقال پیدا می‌کند. روش استخراج مایع – مایع در جدا کردن ترکیب‌های آلی از مخلوط مصرف بسیار زیادی دارد. یکی از خواص حلال که برای استخراج به کار برده می‌شود این است که قابلیت حل شدن آن در آب و یا هر ماده دیگری که جسم آلی را در خود حل کرده کم باشد و یا بهتر از آن اینکه اصلا حل نشود. همچنین باید فرار باشد تا براحتی بتوان آنرا از ترکیب یا ترکیبات آلی استخراج شده، تقطیر نمود. با توجه به مطالب فوق جسم استخراج شونده باید در حلال استخراج کننده به خوبی حل شود و قابلیت انحلال در این حلال خیلی بیشتر از آب باشد. ضمنا حلال استخراج کننده هیچ نوع واکنشی با آب یا مواد قابل استخراج نباید بدهد. مهمترین حلالی که در استخراج به کار گرفته می‌شود دی اتیل اتر است که توانائی حل کردن تعداد زیادی از ترکیبات را در خود دارد. دی اتیل اتر نسبت به اکثر ترکیبات بی اثر بوده و به راحتی به وسیله یک تقطیر ساده از مخلوط بازیابی می‌شود. اما اشکال مهم آن این است که آتشگیر بوده و خیلی زود در هوا محترق می‌شود. بنابراین اساس استخراج بر پخش نامساوی یک ذره در بین دو حلال بنا شده است. (صابر تهرانی40 و همکاران، 2010)
3-1-1 استخراج جامد _مایع
برای جداسازی یک جزء مطلوب یا خارج کردن یک جزء نامطلوب از فاز جامد می‌توان از تماس فاز جامد با حلال مایع استفاده نمود وقتی که دو فاز با یکدیگر در تماس هستند یک یا چند جزء حل شونده تمایل دارند از فاز جامد به فاز مایع نفوذ کنند که در نتیجه یک جداسازی بین اجزاء به وجود می‌آید.
3-1-2 استخراج مایع – مایع
یکی از روش‌های بسیار مفید در خالص سازی و جداسازی اجزاء موجود در محلول‌هایی است که فراریت نسبی آنها کم بوده و یا نسبت به حرارت حساس می‌باشند و جداسازی آن‌ها با روش‌های معمول دیگر مانند تقطیر، امکان پذیر نباشد. این نوع جداسازی برای مخلوط‌هایی که نقطه جوش نزدیک به هم دارند و یا موادی که در شرایط طلا در مقابل دمای تقطیر مقاوم نیستند کاربرد دارد و این مواد را به وسیله استخراج مایع- مایع می‌توان از ناخالصی‌های آن‌ها جدا کرد. اساس جداسازی در این روش به جای اختلاف فشار اختلاف در خواص شیمیایی می‌باشد.
در فرآیند استخراج مایع-مایع، به کمک یک حلال، جزء مورد نظر را از محلول اولیه جدا می‌کنند و با توجه به ملاحظات اقتصادی ممکن است در مرحله بعد، حلال و حل شونده را از هم جدا کنند بازیابی و جداسازی اسید‌های آلی از محلول‌های آبی، جزء فرآیند‌های مهمی است که در صنایع غذایی و دارویی کاربرد‌های فراوانی دارد. استخراج روشی است برای جداسازی که مستلزم انتقال جسمی از یک فاز به فاز دیگر می‌باشد در بعضی مواقع لازم است برای بازیابی یک جسم آلی از محلول آبی از راه‌هایی غیر از تقطیر استفاده شود یکی از این راه‌ها تماس دادن محلول آبی با یک حلال غیر قابل امتزاج با آب است.
3-1-3 استخراج مایع_ جامد
از جمله فرآیندهای صنعتی است که کاربردهای فراوانی دارد. از فرآیند استخراج مایع_جامد (لیچینگ41) برای استخراج روغن از دانه‌های روغنی، استخراج قند از چغندر قند و استخراج فلزاتی مانند طلا و مس از سنگ معدن استفاده می‌شود.
3-2 کروماتوگرافی
اصطلاح کروماتوگرافی دسته بزرگی از روش‌های جداسازی را در بر می‌گیرد که همگی مبتنی بر تفاوت در توانایی توزیع اجزاء یک مخلوط بین دو فاز است.
اولین روش‌های کروماتوگرافی در سال 1903 به وسیله میخائیل سوئت ابداع و نام‌گذاری شد. او از این روش برای جداسازی مواد رنگی استفاده کرد.
مارتین و سینج هم در سال 1952 به پاس اکتشافاتشان در زمینه کروماتوگرافی جایزه نوبل دریافت کردند.
3ـ2ـ1 روش‌های کروماتوگرافی
روش‌های کروماتوگرافی را می‌توان ابتدا بر حسب ماهیت فاز متحرک و سپس بر حسب ماهیت فاز ساکن طبقه‌بندی کرد. فاز متحرک ممکن است گاز یا مایع و فاز ساکن ممکن است جامد یا مایع باشد. بدین ترتیب فرآیند کروماتوگرافی به دو بخش اصلی تقسیم می‌شود. اگر فاز ساکن جامد باشد کروماتوگرافی را کروماتوگرافی جذب سطحی و اگر فاز ساکن، مایع باشد کروماتوگرافی را تقسیمی می‌نامند.
3ـ2ـ2 انواع کروماتوگرافی
هر یک از چهار نوع اصلی کروماتوگرافی انواع مختلف دارد:
3ـ2ـ2ـ1 کروماتوگرافی مایع -مایع42
* کروماتوگرافی تقسیمی
* کروماتوگرافی کاغذی
3ـ2ـ2ـ2 کروماتوگرافی گاز- مایع43
* کروماتوگرافی گاز -مایع
* کروماتوگرافی ستون مویین
3-2-2-3 کروماتوگرافی مایع_جامد44
* کروماتوگرافی لایه نازک
* کروماتوگرافی تبادل یونی
* کروماتوگرافی ژلی
* کروماتوگرافی جذب سطحی
3-2-2-4 کروماتوگرافی گاز -جامد45
3-3 طبقه بندی روش‌های استخراج بر اساس میزان جداسازی
روش‌های پیش تغلیظ متنوعی وجود دارند که بر اساس کامل بودن یا نبودن استخراج گونه مورد نظر به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند.
1-روش‌های استخراجی غیر کامل
2-روش‌های استخراجی کامل
3-3-1 روش‌های استخراجی غیر کامل
روش‌های استخراجی غیر کامل بر پایه اصول تعادلی، پیش تعادلی و تراوایی طراحی شده‌اند. با اینکه اساس تکنیک‌های غیر کامل تعادلی مشابه با روش‌های کامل تعادلی است، اما ظرفیت فاز استخراج کننده در این روش‌ها کمتر بوده واین امر موجب ناتوان بودن فاز استخراجی برای جداسازی کل گونه از بافت نمونه می‌شود. به عبارت دیگر حجم کم فاز استخراج کننده در مقایسه با حجم نمونه و یا کوچک بودن ثابت توزیع بین بافت نمونه و فاز استخراجی باعث غیر کامل بودن مکانیسم این روش‌هامی‌شود. این دو پدیده به ترتیب در تکنیک‌های ریز استخراج و روش‌های نمونه برداری گازی مشاهده می‌شود.
با توجه به اینکه یکی از مهم‌ترین اهداف دنبال شده در روش‌های استخراج دستیابی به فاکتورهای تغلیظ بالاو کاهش حجم حلال‌های سمی مورد استفاده است، به منظور رسیدن به یک روش ایده‌آل محقق ان کوچک کردن روش‌های استخراج را در دستور کار خود قرار داده‌اند. دراوایل دهه 1990 میلادی نسل جدیدی از روش‌های استخراج و آماده سازی نمونه به نام روش‌های ریز استخراج معرفی شدند.
3-3-2 روش‌های استخراجی کامل
درروش‌های استخراجی کامل46 با انتخاب حجم مناسبی از فاز استخراج کننده، گونه مورد نظر به طور کامل از بافت نمونه استخراج می‌شود. به منظور کاهش میزان مصرف حلال، کوتاه شدن زمان استخراج و انجام جداسازی کامل، از روش‌های با عبور جریان47 به جای فرآیندهای تعادلی ناپیوسته48 استفاده می‌شود. در روش‌های استخراج با فاز جامد49 و یا مایع در اثر تماس محلول نمونه با مقدار مناسب جاذب یا حلال استخراج کننده، انتقال جرم موثر روی داده و گونه‌ها از نمونه جدا می‌شوند. همچنین در استخراج پویا با حلال، نظیر استخراج سوکسله50 استخراج گونه‌ها از بافت نمونه به صورت پیوسته51 در دمای جوش حلال انجام می‌گیرد
3-4 استخراج با حلال
همان‌طور که گفته شد، عملیات آماده سازی و جداسازی نمونه اغلب بر مبنای تکنولوژی‌های قرن نوزدهم صورت می‌گیرد. روش‌های قدیمی اغلب پر هزینه و وقت گیر بوده و شامل مراحل متعددی می‌باشند. این روش‌ها به دلیل مصرف زیاد حلال و اثرات مخرب ناشی از آن و همچنین وقت گیر بودن امروزه کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. از مهم‌ترین این روش‌هامی‌توان استخراج سوکسله، استخراج با سیال فوق بحرانی، استخراج با آب فوق گرم و استخراج مایع-مایع اشاره کرد. روند تکاملی و تدریجی در شیمی تجزیه به سمت ساده سازی و کوچک کردن روش‌های آماده سازی نمونه و همچنین کاهش مصرف حلال آلی است. بنابراین، چندین روش ریز استخراج برای کاهش مراحل آنالیز افزایش ورودی نمونه و بهبود کیفیت حساسیت روش‌های تجزیه‌ای معرفی شده است تعدادی از این روش‌ها شامل موارد ذیل می‌باشد.
1-ریز استخراج با قطره حلال(SDME)52
2-ریز استخراج با فاز مایع(LPME)53
3- ریز استخراج مایع- مایع پخشی(DLLME)54
3-5 استخراج با فاز جامد
3-5-1 دلایل جایگزینی استخراج فاز جامد با استخراج مایع- مایع
1)نیاز به مقدار زیاد حلال آلی را حذف می‌کند.
2) دراین روش برای جذب آنالیت، تنها یک کارتریج کوچک نیاز است در حالی که استخراج مایع- مایع به ظروف شیشه‌ای زیاد آزمایشگاهی نیاز دارد.
3) استفاده از این روش آسان است.
4) ذرات چربی تشکیل شده در آب که در استخراج مایع- مایع برای نمونه‌های بیولوژیکی و آب فاضلاب مشکلساز می‌باشد، در این روش مشکلات عمده به وجود نمیآورد.
5) کم کردن مقدار حلالهای آلی برای استخراج کامل ضروری می‌باشد و خطر کم کردن حلال وجود ندارد.
6) کارتریج مورد استفاده در این روش نسبتاً ارزان است و حدوداً‌ 10-5 برابر پایین‌تر از قیمت مربوط به استخراج مایع-مایع می‌باشد و همچنین این کارتریجها می‌توانند بازیابی شده و برای آزمایشهای دیگر استفاده شوند.
7) کارتریج ساخته شده از جنس پلیپروپیلن می‌باشد، بنابراین آلودگی که رخ می‌دهد بسیار ناچیزتر از ظروف شیشه‌ای می‌باشد.
8) انعطافپذیری استخراج با فاز جامد بیشتر از استخراج مایع- مایع می‌باشد. حلال‌های قابل دسترس برای این روش زیاد است، اما برای استخراج مایع- مایع محدود و حلال‌های به شدت آب دوست نیاز می‌باشد. به علاوه انتخابی بودن حلال‌های مورد استفاده در استخراج فاز جامد بهترین نوع گزینش پذیری را برای این روش فراهم می‌نماید.
3-5-2 استخراج با جاذب
به دلیل مشکلات ناشی از مصرف حلال‌های آلی، روش‌های عاری از حلال به مصرف کم حلال مورد توجه قرار گرفتند. از جمله این روش‌ها، استفاده از جاذب به عنوان فاز استخراج کننده می‌باشد.
3ـ5ـ2ـ1 استخراج با فاز جامد(Solid Phase Extraction)
در این روش یک فاز جامد و فاز دیگر مایع یا گاز است و آنالیت به طور گزینش پذیر توسط جاذب جذب می‌شود. در این تکنیک جاذب اغلب در یک ستون کوچک یا کارتریج انباشته می‌شود و شباهت زیادی به ستون کروماتوگرافی مایع دارد. استخراج با فاز جامد به طور وسیعی برای حذف یا تغلیظ آنالیت از نمونه‌های آبی و محلول‌ها به کار می‌رود. صرف نظر از نوع استخراج با فاز جامد، استخراج در این روش در چهار مرحله متفاوت انجام می‌گیرد که عبارتند:
3ـ5ـ2ـ1ـ1 آماده سازی یا فعال سازی ماده جاذب
برای آماده‌سازی، یک حلال آلی از میان فاز جامد در داخل کارتریج عبور داده می‌شود. فاز جاذب، جامد خشک است که اغلب دارای زنجیرهای C18 است که این کربنها در هم فرو رفته‌اند و بایستی باز شده تا مقدار روزنه‌هایی که آنالیت در آن قرار می‌گیرد به بیشترین مقدار برسد، برای این کار حلال آلی متانول یا اتانول می‌تواند باشد.
3ـ5ـ2ـ1ـ2 عبور نمونه از روی جاذب
در مرحله دوم آنالیت را آرام و به طور پیوسته از داخل فاز جامد عبور می‌دهند، از طرف دیگر پمپ خلأ به کارتریج متصل می‌باشد.
3ـ5ـ2ـ1ـ3 شستشوی جاذب
برای حذف ناخالصی‌ها و ترکیب‌های ناخواسته به وسیله حلال‌های مناسب شستشو به وسیلهی حلالی که آنالیت را نمی‌شوید و فقط مزاحمت‌هایی را که همراه با آنالیت در فاز جامد جذب شده‌اند را حذف می‌کند این مرحله نیاز به تنظیم pH وجود دارد
3ـ5ـ2ـ1ـ4 جداسازی آنالیت مورد نظر از جاذب با یک حلال مناسب
در این مرحله از یک فاز آلی جهت شویش استفاده می‌شود که ذرات آنالیت موجود در فاز

مطلب مشابه :  پایان نامه رایگان با موضوعامور حسبی، قانون مدنی، اعتراض ثالث

دیدگاهتان را بنویسید