Vlastnosti organických látek a analytické metody měření

Jiří G.K. Ševčík

(Úplný text v Odběry vzorků, ed. V. Helán, 2THETA, Český Těšín, 2006, str. 7-14, ISBN 80-86380-29-7)

 

Měření v analytické chemii je spojeno s několika problémy. Na jedné straně je to extrémně velký počet isomerů a zpravidla jejich nízká koncentrace, na druhé straně jsme limitováni dosaženým technickým stavem instrumentace, nedostatkem standardů a obecně platných QSAR modelů. Tento reálný stav znamená, že analytická měření jsou vždy spojena s nejistotou měření, tj. pravděpodobností, že výsledek může být jiný.

Provázanost vlastností látek s možností jejich měření je jednoznačná. Pouze látky interagující s fyzikálním principem použitého detektoru poskytnou signál. Platí

(1)

kde k je konstrukční parametr měřicího zařízení, aa je hodnota využitelné analytické vlastnosti analytu a , m je množství analytu a l je koeficient linearity měřicího zařízení. Celkový měřený signál měřicího zařízení je tvořen všemi současně přítomnými analyty a jejich matricí. Platí

(2)

Signál vzniklý podle rov. 1 je popsán charakteristikami měřicího zařízení:

(3)

Výše zapsané rovnice 1,2 a 3 ukazují, že měření analytu a je podmíněno dostatečnou citlivostí, množstvím měřeného analytu a selektivitou. Tyto charakteristiky dále ukazují, že neprokázání analytu a během měření může být spojeno s nevhodnými, či nesprávně zvolenými charakteristikami měřicího zařízení. Rovnice 1 a 3 ukazují na význam nových konstrukčních řešení měřicí techniky, význam zvýšení selektivity z důvodu nezaměnitelnosti analytu a na význam metod prekoncentrace, tj. zvýšení množství analytu v analyzovaném vzorku.

Primární podmínkou úspěšného měření je nenulová hodnota využitelné analytické vlastnosti analytu, aa ≠ 0. Tato hodnota spojuje obě komponenty potřebné pro vznik signálu (rov. 1), tj. vlastnost analytu a odpovídající detektor (měřit intenzitu zabarvení roztoku pomocí pH elektrody vede k nulovému signálu, neboť analytická vlastnost není využitelná). Analyticky využitelná vlastnost je klíčem k posuzování měřicích metod podle citlivosti, [signál/množství].

Druhou, neméně kritickou charakteristikou měření odvozenou z citlivosti, je selektivita (viz rov. 3). Její nízká hodnota znamená, že všechny ve vzorku přítomné analyty budou měřeny se stejnou citlivostí. Detektory s nízkou selektivitou se označují jako univerzální, zatímco detektory s vysokou selektivitou jsou detektory specifické.

Měření s univerzálními detektory potom znamená, že celkový měřený signál (viz rov. 2), k němuž přispívají signály interferujících látek a matrice bude velký a s výrazným šumem (šum je úměrný druhé odmocnině velikosti signálu), který může překrýt signál analytu. Proto čím větší je selektivita měření o to nižší je hodnota limitu detekce (LOD) analytické metody. Jako krajní případy lze uvést LOD málo selektivních chemických reakcí kolem 10-4 g*L-1, ve srovnání k LOD vysoce selektivních MS měření v kombinaci se separačními metodami kolem 10-12 g*L-1.

Které vlastnosti se využívají k měření?