Methode van standaardtoevoeging

De methode van standaard?toevoeging is een kwantitatieve analysetechniek die wordt gebruikt om matrixeffecten die interfereren met analytemeetsignalen te minimaliseren.

Onbekende componentconcentraties worden vaak verduidelijkt door middel van een reeks analytische technieken, zoals lichtspectroscopie, massaspectrometrie en elektrochemie. De meting kan echter worden beïnvloed door andere componenten in het monster, de matrix genaamd, en kan de onbedoelde vermindering of verbetering van het signaal veroorzaken, matrixeffecten genaamd. Deze effecten kunnen resultaten scheef trekken en significante fouten in de analyse veroorzaken.

De methode van standaardtoevoeging kan worden gebruikt om matrixeffecten op meetsignalen te minimaliseren. Dit wordt uitgevoerd door precieze volumes van een bekende analyte-oplossing aan het monster toe te voegen.

Deze video introduceert de basisprincipes van de standaardtoevoegingsmethode en demonstreert hoe de techniek in het laboratorium kan worden uitgevoerd met behulp van een fluorescentiemeting.

Matrixeffecten kunnen optreden in complexe monsters waar een aantal andere moleculen met de analyte interactieer. Dit kan bijvoorbeeld gebeuren wanneer moleculen zich binden of aggregaten met de analyte, waardoor het vermogen om te fluoresceren verandert. Of de matrix kan de ionische sterkte van de algehele oplossing veranderen, waardoor specifieke eigenschappen van de analyte veranderen.

Om deze effecten te verminderen met behulp van de methode van standaardtoevoeging, wordt een reeks volumes van een analyte-standaardoplossing toegevoegd?aan gelijke volumes van het monster. De oplossingsvolumes worden vervolgens gelijk gemaakt met behulp van oplosmiddel.

Vervolgens wordt het signaal gemeten voor de monsters met en zonder de standaardtoevoeging. De gegevens worden uitgezet als intensiteit tegen de hoeveelheid van de standaard die aan het monster is toegevoegd, in plaats van een klassieke kalibratiecurve. De werkelijke concentratie van de analyte in een bepaalde flacon wordt gedefinieerd door de volgende vergelijking. De instrumentele respons zal gelijk zijn aan een constante keer de concentratie van de analyte. De resulterende vergelijking neemt de lineaire vorm y=mx+b aan. Dus, wanneer de plot wordt geextrapoleerd naar nulabsorptie, is de snede gelijk aan de onbekende concentratie van het monster.

De signaalplot moet lineair zijn over het concentratiebereik van belang. Ook mag de interferentie niet variëren naarmate de verhouding tussen analyte en monstermatrix verandert. Ten slotte mag de matrix zelf geen meetsignalen genereren.

Het volgende experiment bestudeert aluminium, een niet-fluorescente soort, door het te laten reageren met 8-hydroxyquinoline, of 8HQ, om het fluorescente ALQ3-complex te vormen.

De fluorescentie van het aluminiumcomplex in een organisch oplosmiddel wordt gemeten en vervolgens gerelateerd aan de concentratie van de oorspronkelijke aluminiumoplossing. Deze aanpak is gebruikelijk bij de analyse van metaalionen.

Nu de basisprincipes van de methode van standaard?toevoeging zijn geschetst en de basisprincipes van het experiment zijn uitgelegd, laten we de techniek in het laboratorium uitvoeren.

Bereid eerst de 100-ppm aluminium stockoplossing in water voor en gebruik deze vervolgens om een 1-ppm standaardoplossing te bereiden.

Voeg vervolgens 2 g 8-hydroxyquinoline, of 8HQ, toe aan een 100-mL maatkolf.

Voeg voorzichtig 5,74 mL ijsachtig azijnzuur toe en verdun tot de 100-mL markering met gedeïoniseerd water. Deze stap stelt de 8HQ in staat om op te lossen in de waterige fase.

Bereid vervolgens de buffer voor door 20 g ammoniumacetaat en 7 mL 30% ammoniumhydroxide toe te voegen aan een 100-mL gemerkte fles en te verdunnen. Controleer de pH met een pH-indicatorstick. Deze buffer helpt de zuur in de 8HQ-oplossing te neutraliseren wanneer deze wordt gecombineerd.

Andere benodigde reagentia omvatten watervrij natriumsulfaat en spectrofotometrisch kwaliteit chloroform.

Bereid nu de monsters voor, in dit geval door het waterige monster in de organische fase te extraheren met behulp van vloeistof-vloeistof extractie.?Plaats zes 125-mL scheidingstrechters op ringstandringen binnen de kap. Zorg ervoor dat alle glaswerk scrapuuls schoon is, omdat vuil glaswerk resultaten zal scheef trekken. Label de trechters sequentieel "blank", "0", "1", "2", "3" en "4".

Voeg met behulp van een pipet 25 mL van de onbekende aluminiumoplossing toe aan elk van de vijf scheidingstrechters gelabeld "0" tot "4". Bereid de blank voor door 25 mL gedeïoniseerd water toe te voegen aan de trecht met het label "blank".

Voeg vervolgens 1, 2, 3 en 4 mL van de 1-ppm standaardoplossing toe aan de overeenkomstige genummerde trechters. Voeg geen standaardoplossing toe aan de blank of 0 trechters.

Voeg 1 mL van de 8HQ-oplossing en 3 mL bufferoplossing toe aan elk van de 6 trechters.

Voer een vloeistof-vloeistof extractie uit door 10 mL chloroform aan elke flacon toe te voegen. Schud de trechter krachtig en ontlucht de trechter af en toe om druk op te bouwen. Plaats de trechter terug in de ring en laat de vloeistoflagen scheiden.

Verzamel vervolgens de chloroformfase in een schone, droge en gelabelde 100-mL beker. Aangezien chloroform een hogere dichtheid heeft dan water, is het de onderste laag in de trechter.

Breng het chloroform-extract over in een 25-mL maatkolf en sluit elke kolf af om verdamping te voorkomen.

Voer een tweede vloeistof-vloeistof extractie uit op de resterende waterige oplossing door 10 mL chloroform aan elke trechter toe te voegen. Schud de trechter, zoals eerder, om eventuele resterende analyte naar de chloroformfase over te brengen. Er mag geen gele kleur meer in de bovenste waterige fase zijn.

Herhaal de tweede extractie voor elke trechter, verzamel vervolgens de chloroformfasen in overeenkomstige gelabelde bekers. Giet het verzamelde chloroform in hun respectieve maatkolven en verdun tot de markering met vers chloroform.

Voeg ongeveer 1 g watervrij natriumsulfaat toe aan elk van de zes 100-mL bekers