Analisi dei medicinali - parte 2

COME È FATTO UN GAS CROMATOGRAFO

È formato da 3 pezzi principali:

Colonna cromatografica

1. è quella parte di strumento dove c’è la fase stazionaria e dove facciamo

passare la fase mobile ovvero il flusso di gas. forno preciso

La colonna cromatografica si trova dentro a un che è molto nella temperatura ed è

veloce

anche molto a salire e scendere di temperatura (il modo più semplice per portare una 17

sostanza in fase gassosa è riscaldarla). Andrò a modificare il comportamento delle sostanze nella

cromatografia andando a cambiare la temperatura.

Analizza campioni in cui anali� sono vola�li o semivola�li, partendo da una forma liquida sia

tramite una forma gassosa. forma liquida.

Il modo più semplice è tramite una

È necessario che sia solvente che analita siano in fase gassosa.

forno,

Infa�, in figura vediamo il la colonna cromatografica e poi una siringa che rappresenta il

punto di iniezione, cioè l’inietore. Altra cosa che mi serve è avere una fonte di gas che faccia la fase

bombola o un generatore

mobile; quindi, avrò o una di azoto, idrogeno, elio a seconda di quello

che mi serve per far correre la sostanza all’interno della colonna.

Inietore cilindro di quarzo

2. è un punto importante ed è formato da un all’interno del quale entra la

colonna cromatografica, iniezione

l’ago entra dentro la colonna e ho una in colonna, altrimen� se la

spazio molto

colonna finisce prima dell’ago. Quindi la mia goccia di liquido emessa si trova in uno

fase gassosa.

piccolo a temperatura elevata e quindi la sostanza passa subito in

sostanza alla colonna cromatografica,

È quella parte di strumento che permete di trasferire la e

deve avere una temperatura di 20 30° più bassa rispeto alla sostanza che ho in esame.

analita fase gassosa,

Devo essere sicuro che tuto il mio appena l’ho inietato passi in allora il flusso

dentro la colonna gas cromatografia.

di gas lo spinge e inizia la

**

Generatore di gas

3. che mi fa correre la sostanza nella colonna

colonne capillare,

Si usano delle di �po con un diametro molto piccolo e la fase stazionaria è lungo la

superficie della mia colonna. La colonna ha il capillare esterno e un piccolo strato di fase stazionaria e

molto so�li, vuote,

all’interno è vuota. Queste colonne capillari sono ma all’interno sono perché in

questo modo non danno nessuna resistenza al passaggio del gas e permetono di costruire delle

colonne par�colarmente lunghe dai 30 m fino ai 100/150 m e vengono avvolte come delle matasse.

colonna lunga

Il vantaggio di avere la colonna vuota all’interno fa si che io possa costruire una

altrimen� resistenza al passaggio

avrei una del gas che mi impedirebbe una effe�va cromatografia.

otenere picchi

In gas cromatografia io recupero la risoluzione cromatografica ovvero la capacità di

dis�n�, se però i picchi sono sovrappos� la gas cromatografia non è abbastanza risolta. Le mie

possibilità di scambio tante

devono essere per favorire i picchi dis�n�, o che la mia fase stazionaria sia

forma da par�celle piccole che si dis�nguano, oppure a parità di par�celle devo aumentare la mia

capacità di separare. Se costruisco una colonna vuota devo allungarla a dismisura.

risoluzione aumentando la lunghezza della colonna,

Recupero quindi ma posso farlo perché sono

vuote e quindi non danno resistenza al passaggio del gas.

siringa inieto,

** Prendo la sostanza con la e la l’inietore deve essere ad una temperatura che mi

passare in fase gassosa, temperatura

permeta di quindi la goccia che inieto deve trovare una

elevata

talmente che passa in fase vapore e quindi può essere spinta dal flusso della fase mobile.

FATTORI CHE INFLUENZANO L’ANALISI

Paramen� importan� sono:

Temperatura

- fase stazionaria

- Tipologia di 18

QUALI SONO I PIU’ IMPORTANTI PARAMETRI IN GC?

TEMPERATURA E LA FASE STAZIONARIA

Questo perché la fase mobile in GC ha un impato abbastanza piccolo sui comportamen� delle sostanze

temperatura

perché il gas è qualcosa di rarefato. La gioca sul permanere in fase mobile.

�pologia,

Un altro ruolo importante è la la chimica della fase stazionaria, il �po di interazione, se ho una

miscela di sostanze che non hanno alcuna affinità con il gas cromatografo non posso separarle perché non

hanno affinità.

Quindi, quando si programma una fase stazionaria bisogna chiedersi che �po di anali� si vuole separare

(idrocarburi, acidi grassi insaturi ecc), poi si sceglie la colonna, la meto sul gascromatografo e poi vario la

temperatura. flusso costante volume

In genere si lavora a in modo che il flusso sia sempre uguale (5l/min), si inieta un

molto piccolo, sovraccarico

l’unica cosa che soffre lo strumento è il di campione. Dopo aver fato l’iniezione

circuito si chiude parte

il perché non appena il flusso raggiunge la colonna il sistema.

DETECTOR blocco iniziale

In ogni �po di strumento c’è sempre un che provvede all’iniezione, se è uno strumento di

�po cromatografico abbiamo la colonna; quindi, la parte entro cui avviene la separazione, fuori dalla

oggeto sostanze stanno uscendo

colonna ci serve un che ci dica che le dalla colonna, quest’oggeto si

chiama detector.

Come faccio a stabilire che una sostanza esce dall’ingresso cromatografico?

Nel caso delle sostanze vola�li, abbiamo intanto che esce un gas, quindi tute le strategie

spetrofotometriche sono difficili da applicare, uno strumento molto semplice e usato in gas cromatografia

DETECTOR FID in italiano, bruciare esce dalla colonna

è il o che mi permete di tuto quello che

cromatografica, ogni sostanza emessa genera degli ioni,

quando io genero la combus�one dalla colonna e

eletrodo base della colonna

se io faccio in modo che ci sia un che ha un’estremità alla da dove genero la

colonnina,

fiamma e sopra un altro eletrodo, catodo colletore, quando si generano gli ioni io vedrò una

detector di �po universale,

quando esce il picco ho un picco di corrente. Questo detector è un qualunque

qualunque �po di gas

�po di sostanze ci dà risposta, è estremamente sensibile, può essere usato per

detector distru�vo,

trasporto, è molto semplice, è piccolo, l’unico limite è che è un perché ciò che esce

dalla colonna brucia.

dato quan�ta�vo informazioni

Il FID ci dà un ma non ci dà sulla �pologia di sostanza, non è spetroscopico.

gas cromatografia gas.

Il gas cromatografo è uno strumento per fare usando come FM un Possiamo usare

quan�ta�vi qualita�vi,

sia per raccogliere da� che per stabilire e quan�ficare la presenza di compos�

vola�li o semivola�li. Se non è un composto vola�le non è la mia tecnica principale. Possiamo renderla

vola�le tramite una reazione chimica e quindi usare questo strumento.

NMR E ANALISI FARMACEUTICHE

È una tecnica che negli ul�mi 20 anni ha subito delle evoluzioni straordinarie in termini tecnici e di

applicazione, ha rivoluzionato la chimica. Prima della NMR si ricristallizzava il prodoto fino a punto di

fusione costante. potenza estrema stabilire la strutura

Ha rivoluzionato la chimica perché ha una nello delle mie sostanze.

tecnica poco sensibile.

Usa le onde radio, l’energia messa in gioco è bassissima e questo ci dice che è una 19

Noi avremo un magnete a basso campo, che può essere usato da persone non formate.

NMR si dividono in

Magne� ad alto campo.

- Ci sono dentro dei gas liquefa�, è un grande magnete tenuto a

temperature molto basse. ci sono 50 60 litri di elio liquido e ci sono altretan� di azoto liquido, se

c’è una perdita l’operatore sviene oppure si verifica una esplosione pericolosa.

Ha quindi un rischio ma i campi sono anche molto intensi, e l’operatore è sotoposto a radiazioni

eletromagne�che potenzialmente dannose

Eletromagnete senza gas,

- è più piccolo e ha il vantaggio che è stato sviluppato per operatori non

forma� per l’uso di NMR.

interagire con lo spin spin

Il magnete va ad nucleare degli atomi, ci sono alcuni atomi che hanno NMR

a�vo spin intero.

perché il numero quan�co di è proprietà fondamentali

Numero quan�co di spin -> è il numero che descrive una delle degli atomi e ci dice

nuclei cariche movimento,

che siccome i sono par�celle in ci dice come ques� nuclei contano. L’idrogeno H

1 è N.M.R nega�vo, il C 12 non è N.M.R nega�vo. orientare gli spin nucleare

Il campo magne�co esterno fa si che andiamo ad lungo il campo magne�co

orientato.

Immagino di avere una cuveta con dentro il campione che si vuole analizzare, immaginiamo di

spin nucleari frecce,

rappresentare gli con delle se siamo fuori dall’NMR queste frecce ruotano in direzioni

orien�amo

casuali, quando meto il campione nel magnete, se questo è il campo esterno, tu� i nostri

piccoli magne� campo esterno.

lungo le linee di forza del nuclei linee di forza

Facendo questa operazione, oltre ad orientare tu� i nuclei, orien�amo i lungo le del

campo e dobbiamo immaginare che se ho un atomo come idrogeno 1 che ha numero quan�co di spin +- ½.

definire due �pi di rotazione, popolazione

Vuol dire che posso per questo atomo ecco che allora la sarà

orientata campo esterno, due popolazioni diverse.

certo tuta lungo le linee di forza del ma sarà divisa su

parallela

Una al campo esterno

• an�parallela

Una al campo esterno.

• effeto zeeman spli�ng.

Ques� subiscono un effeto, chiamato

EFFETTO ZEEMAN SPLITTING due energie diverse,

Effeto Zeeman spli�ng -> avrò che le mie due popolazioni assumeranno una sarà più

stabile, perché è parallela, e l’altra sarà meno stabile. Abbiamo energia bassissima. In questo fenomeno la

stabile popolata

popolazione energe�camente più sarà leggermente più dell’altra.

Immagino 100 nuclei del campione che sto analizzando, ad esempio acqua, ho 100 nuclei di H1, la meto

orientano linee di forza,

nell’NMR, si lungo le su 100 ne avrò 51 paralleli e 49 an�paralleli. Quindi ho una

differenza di energia.

certa Se io do un’onda eletromagne�ca che corrisponde a questa variazione di

interconverte

energia, avrò che questo nucleo si nell’altro spin e poi torna indietro.

Esempio: la cosa fisica più vicina a quello che si fa in un esperim