Kvalitativní stanovení= zjištění přítomnosti látek (co?)
Kvantitativní stanovení = zjištění množství látek (kolik?)
Analytické metody
Validace analytických metod
Validace - prokázání toho, že použitý postup je vhodný pro zamýšlené
použití. Kritický je výběr validačních parametrů - základní kritérium jak získat
dostatek údajů, aby bylo možno posoudit, zda metoda či systém, jsou vhodné
pro zamýšlený účel.
Kalibrace – postup, kterým se navazuje měřidlo na státní etalony. Jedná se o
určení vztahu mezi výstupní a vstupní veličinou, platného pro měřicí systém.
pravidla validace
 validovat celou metodu
 validovat celý rozsah koncentrací
 validovat v rozsahu všech uvažovaných matric
Validace
 potvrzení prostřednictvím skutečných pozorování, měření a zkoušení, že
požadavky na zamýšlené použití nebo aplikaci jsou splněny
 zahrnuje sérii experimentů, jejich matematicko-statistické zpracování které
prokáže při opakovaném použití reprodukovatelné výsledky
 je třeba přesně definovat podmínky, za kterých je metoda použitelná
Kvantitativní analýza
Metoda interního standardu (IS)
IS = látka, která se ve analyzovaném vzorku nevyskytuje. Známé množství IS
se přidá do vzorku. Podle poměrného zastoupení IS se stanoví obsah
požadovaných složek.
min10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
pA
0
2.5
5
7.5
10
12.5
15
17.5
20
ip-C19
n-C18ip-C20
n-C20IS
n-C21
n-C22
n-C23
n-C24
n-C25
n-C26
n-C27
n-C28
n-C29
n-C30
n-C31
n-C32
n-C33
n-C34
n-C35
n-C36
n-C37
n-C38
n-C39
n-C40
n-C41
n-C42
n-C43
n-C44
n-C45
n-C46
n-C47
Kvantitativní analýza
Metoda kalibrační přímky
- připravíme sadu vzorků o známém složení, stanovíme závislost odezvy
na koncentraci standardu v předpokládaném rozmezí ve vzorku.
Kalibrační přímka s 95% intervalem
spolehlivosti
Citlivost = směrnice kalibrační přímky. Je-li citlivost závislá na matrici, nepostačuje
kalibrace na čisté látky.
Podíl změny odezvy měřicího zařízení a odpovídající změny podnětu.
Linearita (Linearity)
schopnost metody poskytnout výsledky zkoušky přímo úměrné koncentraci
analytu.
Je zjišťována analýzou vzorků s koncentracemi analytu, které pokrývají deklarovaný
rozsah metody.
Rozsah (Range)
rozsah mezi mezí stanovitelnosti (LOQ) a mezí linearity (LOL)
Oblast v níž metoda poskytuje použitelné výsledky. Metody mají obvykle rozsahy v
rozmezí dvou řádů. Některé metody však mají rozsah v hodnotách pěti i šesti řádů.
Pracovní rozsah je obecně rozsáhlejší než lineární rozsah. Aby byla metoda účinná,
nemusí být vztah mezi odezvou a koncentrací naprosto lineární. Použijí se pak
nelineární regresní metody.
Mez detekce = MD, LOD – Limit od detection
nejmenší množství složky ve vzorku, které lze stanovit
signál statisticky významně odlišný od šumu.
Opakované měření slepého vzorku - hodnoty oscilující kolem nuly = šum.
Měření vzorku za stejných podmínek - signál S, musí dostatečně převyšovat
šum.
Mez stanovitelnosti - LOQ (Limit of quantification)
nejnižší množství analytu ve vzorku, které může být stanoveno jako
exaktní hodnota s předem zadanou nejistotou.
Rozsah (Range)
rozsah mezi mezí stanovitelnosti (LOQ) a mezí linearity (LOL)
Oblast v níž metoda poskytuje použitelné výsledky. Metody mají obvykle rozsahy v
rozmezí dvou řádů. Některé metody však mají rozsah v hodnotách pěti i šesti řádů.
Pracovní rozsah je obecně rozsáhlejší než lineární rozsah. Aby byla metoda účinná,
nemusí být vztah mezi odezvou a koncentrací naprosto lineární. Použijí se pak
nelineární regresní metody.
Výtěžnost (recovery)
• je podíl rozdílu mezi údaji měřícího systému při měření vzorku se
známým přidaným množstvím analytu a vzorku bez přídavku
• udává míru schopnosti měřící metody (postupu) postihnout měřeným
signálem veškerý analyt přítomný ve vzorku
• je mírou účinnosti metody
Reprodukovatelnost (Reproducibility):
Přesnost za podmínek reprodukovatelnosti. Vyjadřuje těsnost souhlasu
mezi výsledky měření stejného analytu ve vzorcích stejného materiálu, kdy
jsou jednotlivá měření prováděna za různých podmínek (pracovník, přístroj,
místo, podmínky, čas, avšak stejná metoda). Okružák
Mez reprodukovatelnosti (Reproducibility limit) – Hodnota, o níž lze s
pravděpodobností 95 % předpokládat, že pod ní bude ležet nebo jí bude
rovna absolutní hodnota rozdílu mezi dvěma výsledky zkoušek (měření),
které byly získány za podmínek reprodukovatelnosti.
Regulační diagram: je nástroj statistické regulace procesu
(SPC z anglického Statistic Process Control)
graf, který se používá ke znázornění změn procesu resp. jeho klíčové
metriky v průběhu času.
Regulační diagram má vždy označenu střední hodnotu (CL - Central Line) a
horní a dolní regulační mez (UCL – Upper Control Line a LCL – Lower
Control Line), tzv. akční meze, které jsou určeny buď z historických dat,
nebo jsou cílovou hodnotou určenou předpisem. Z časového průběhu
diagramu je možné udělat závěr zda je chování procesu či metriky
regulované, nebo zda je nepředvídatelné (mimo kontrolu).
IŠIKAWA, Kaoru. Introduction to Quality Control. 1. vyd. Tokyo : 3A Corp, 1990. ISBN
9784906224616. OCLC 23372992. S. 98.
Nancy R. Tague. Seven Basic Quality Tools [online]. Milwaukee, Wisconsin: American Society
for Quality, [cit. 2010-02-05]. (The Quality Toolbox.) S. 15.
Regulační diagram:
Regulační diagramy tak mohou být použity například ke kontrole stability
procesu, tedy zjistit zda proces funguje jako stabilní systém s náhodnými
vlivy působícími v malém rozsahu (systém s inherentní variabilitou)
označovaný též jako proces ve „statisticky zvládnutém stavu“, případně zda
dochází ke zlepšení či zhoršení tohoto stavu. Regulační diagram poskytuje
uživatelům on-line pohled na chování procesu.
Regulační diagram:
http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Poster_-
_Control_Charts_for_Nelson_Rules.svg
Selektivita (Selectivity)
- udává rozsah, do kterého může
být jednotlivý analyt stanoven v
komplexní směsi, aniž by došlo k
interferenci s ostatními složkami ve
směsi. O metodě, která je naprosto
selektivní pro analyt nebo skupinu
analytů, říkáme, že je specifická.
Robustnost (Robustness)
- míra kapacity zůstat netečný vůči malým, ale záměrným změnám
parametrů metody a poskytuje indikaci o jeho spolehlivosti během
obvyklého používání.
Změna podmínek může nastat pro případ mezilaboratorních zkoušek (jiná
laboratoř, analytik, instrument) nebo změnou podmínek v jedné laboratoři
(teplota, koncentrace, doba extrakce).
Porovnání s referenčním materiálem
- materiál musí být dostupný, musí mít deklarovanou koncenraci a danou
směrodatnou odchylku
- Opakovaně se aanalyzuje 6-10x
- Vypočte se směrodatná odchylka a průměrná hodnota
- Porovnáme s deklarovanými hodnotami
- Pro validaci správnosti metody je třeba použít tolik referenčních materiálů aby se
pokryl celá koncentrační rozsah a všechny matrice, na které se metoda používá.
Certifikovaný referenční materiál (CRM - Certified Reference Material,
v USA SRM): Referenční materiál doprovázený dokumentem vydaným
způsobilou osobou a poskytující jednu nebo více specifikovaných
hodnot vlastnosti s přidruženými nejistotami a návaznostmi s použitím
platných postupů.
Analýza hornin, zemin
- stanovení organických sloučenin
- stanovení anorganických sloučenin
Specifické problémy environmentálních analýz
- nízká homogenita vzorků
- nízká stabilita vzorků
- hodně typů matrice
- široké spektrum koncentrací
- monitorování na hranici detekčních limitů
- rizika sekundárních kontaminací
- vysoká finanční náročnost
Chemická analýza geomateriálů
anorganická
• Stanovení hlavních a vedlejších prvků (silikátová
analýza)
• Stanovení stopových prvků
• Stanovení izotopových poměrů stabilních i
radiogenních izotopů
Pevný vzorek je nutné upravit (nábrus, tableta atp.)
případně převést do roztoku mineralizací (rozkladem)
Extrakce - cílem je přemístit analyt do chemické fáze vhodné pro
analýzu, při odstranění interferujících složek a při dosažení
vhodné koncentrace
- volba rozpouštědla …………nejlépe rozpouštějící analyt, volba
z manuálu nebo zkušenosti
Extrakční techniky:
- solvent extrakce
- liquid-liquid exktrakce
- solid phase extrakce a mikroextrakce
- semipermeable membrane separation
- head space analysis
Chemická analýza organická
Rozpouštědla
Pentan
Diethylether
Ethylacetát
Benzen
Propanol
Nitromethan
Acetonitril
Methanol
• rozrušování nebo částečný rozklad vzorku (matrice) při extrakci
(nebo před)
• selektivita extrakce – při dobré extrakci analytu by se balastní
látky měly extrahovat co nejméně
• volba teploty a časového intervalu extrakce
• extrakce v inertní atmosféře, ultrazvukové lázni, za varu,
třepáním
Extrakce