18 Определение следовых количеств органических веществ: Пер. с англ. —М.: Мир, 1987 — 429 с., ил.
Книга из серии монографий по аналитической химии, написанная крупным ученым из ФРГ, посвящена обнаружению малых количеств различных органических соединений в пишевых, фармацевтических, биологических объектах, а также в объектах окружающей среды. Рассмотрены методы разделения и концентрирования веществ и способы детектирования соединений с помощью новейших физико-химических методов.
Книга предназначена для химиков-органиков и аналитиков — работников научно-исследовательских институтов, заводских лабораторий, служб по охране OKDV-жающей среды.
Предисловие к русскому изданию
Предлагаемая вниманию советских читателей книга несомненно является интересной новинкой аналитической литературы. В ней впервые в форме монографии нашла свое отражение сравнительно новая, бурно развивающаяся область аналитической химии — анализ следовых количеств органических веществ. Нельзя сказать, чтобы достижениям в определении следовых количеств органических веществ ранее не уделялось должного внимания в монографических изданиях. Достаточно вспомнить, что анализ небольших количеств органических соединений играет важную роль при решении задач санитарии и охраны труда, чему посвящена обширная литература. Однако все эти исследования, в которых использовались главным образом химические методы со спектрофотометрическим или газохроматогра-фическим окончанием, по сути своей мало отличались от обычного функционального анализа органических соединений. Качественные изменения в области анализа следовых количеств органических веществ начали происходить в ходе решения задач экологии, медицины и многих других областей науки и человеческой деятельности. Именно тогда, опираясь на достижения физических и физико-химических методов анализа, сформировалось это самостоятельное направление исследований. В настоящее время оно имеет свою методологию, разработки по выделению и разделению веществ, разнообразный арсенал методов детектирования малых количеств органических веществ.
Нет необходимости перечислять основные области применения анализа следовых количеств органических веществ, так как об этом хорошо сказано во введении к книге. Тем не менее необходимо особо отметить социальную значимость этого направления развития анализа, поскольку, пожалуй, ни одна другая область анализа не имеет столь тесной связи с решением социальных задач, а ее направления и задачи в свою очередь — с требованиями социального характера. Ведь недаром с примерами анализа следовых количеств органических веществ мы чаще всего сталкиваемся в биологии, медицине, криминалистике и особенно при решении задач охраны окружающей среды.
По структуре книга напоминает аналитическую литературу, посвященную анализу следов неорганических веществ. После
Оглавление
1. Введение................. 9
Литература........ ....... ц
2. Общие вопросы анализа следовых количеств органических веществ 13
2.1. Термины и определения........... 13
2.1.1. «Следовые количества».......... 13
2.1.2. Органические соединения......... 14
2.2. Оценка значимости анализа следовых количеств органических соединений и возникающих в ходе анализа затруднений по результатам статистического обзора литературных данных . 15
2.2.1. Статистический обзор.......... 15
2.2.2. Значение аналитической химии следовых количеств органических веществ............ 16
2.3. Основные трудности в анализе следовых количеств органических соединений............... 20
2.3.1. Количество соединений.......... 20
2.3.2. Необходимость специфических методов, обладающих достаточной чувствительностью......... 22
2.3.3. Сходство органических соединений....... 24
2.3.4. Неустойчивость следовых органических компонентов . . 24
2.3.5. Поиск следовых количеств органических соединений неустановленного химического строения ....... 24
2.3.6. Контроль загрязнений в анализе следовых количеств органических соединений........... 27
2.4. Цели анализа следовых количеств органических соединений 28
2.4.1. Общие цели аналитической химии...... 28
2.4.2. Аналитическая функция.......... 30
2.4.3. Чувствительность S.......... 31
2.4.4. Типы погрешностей........... 32
2.4.5. Краткие замечания о номенклатуре...... 33
2.4.6. Способы оценки воспроизводимости (дисперсии) результатов ............... 34
2.4.7. Стандартное отклонение......... 36
2.4.8. Доверительный интервал, интервал допустимости . • 39
2.4.9. Проверка гипотезы........... 42
2.4.10. Предел обнаружения, предел определения . 43
2.4.11. Регрессионный анализ, корреляция...... 49
2.4.12. Анализ разброса результатов........ 54
2.5. Методы калибровки и проверки результатов анализа следовых количеств органических веществ......... 54
2.5.1. Классификация аналитических методов...... 54
2.5.2. Эталонные и калибровочные материалы..... 56
2.5.3. Методы оценки результатов анализа следовых количеств органических веществ.......... 61
2.5.4. Систематический контроль всей аналитической методики gg
2.5.5. Применение различных и независимых методов анализа gg
2.5.6. Комбинирование методов контроля ....••• 53
Оглавление 459
2.6. Межлабораторный контроль и совместные исследования . . 68
2.7. Образцовая лабораторная практика........ 71
2.7.1. Введение.............. 71
2.7.2. Действующие правительственные акты, способствующие внедрению принципов ОЛП......... 72
2.7.3. Термины и определения.......... 74
2.7.4. Программа обеспечения качества исследований ... 77
2.7.5. Помещения и условия.......... 77
2.7.6. Лаборатории для работы со следовыми количествами
органических веществ.......... 78
2.7.7. Оборудование и реагенты ......... 80
2.7.8. Стандартные рабочие инструкции....... 81
2.7.9. План проведения анализа......... 82
2.7.10. Проведение анализа и регистрация данных .... 87
2.7.11. Составление отчета о результатах анализа .... 92
2.7.12. Архивы, хранение и поиск данных, сроки хранения . . 93
2.7.13. Контроль качества........... 93
2.7.14. Правила техники безопасности........ 95
2.7.15. Ликвидация использованных реагентов и растворителей 97 Литература................ 98
3. Пробоотбор v анализе следовых количеств органических веществ 104
3.1. Общие вопросы.............. 104
3.2. Особые случаи пробоотбора......... 106
3.2.1. Отбор проб из воздуха, содержащего следовые количества органических веществ......... 106
3.2.2. Отбор проб воды.......... 115
3.2.3. Выделение летучих компонентов из проб воды . . . 119
3.2.4. Отбор проб в клинической химии, биохимии и фармацевтическом анализе............ 119
3.2.5. Методы пробоотбора и обогащения, основанные на приме-
нении колонок и патронов с адсорбентами типа экстрелют,
сеп-пак и родственными материалами...... 122
3.2.6. Метод анализа пара над раствором..... 124
Литература................ 127
4. Обработка проб перед анализом.......... 135
4.1. Хранение проб.............. 135
4.2. Влияние примесей на хранение и подготовку проб .... 139
4.3. Подготовка проб к анализу.......... 145
4.4. Экстрагирование из твердых веществ........ 146
4.5. Депротеинизация............. 148
Литература................ 149
5. Методы разделения и концентрирования........ 154
5.1. Общие положения............. 154
5.2. Упаривание растворителей и методы дистилляции .... 160
5.2.1. Упаривание растворов определяемых веществ .... 160
5.2.2. Высушивание растворов перед упариванием .... 165
5.2.3. Перегонка с паром и совместная дистилляция .... 166
5.2.4. Сублимация............. 168
5.3. Жидкостная экстракция............ '68
5.3.1. Общие положения........... 168
5.3.2. Оборудование и методология жидкостной экстракции 171
5.3.3. Особые методы обработки проб после экстракции . . . 173
5.3.4. Автоматизация процесса жидкостной экстракции . . . 173
5.3.5. Многоступенчатая жидкостная экстракция..... 174
5.4. Хроматографические методы разделения....... 176
5.4.1. Общие положения........... 176
5.4.2. Типы жидкостной хроматографии .... . . 176
5.4.3. Теоретические основы хроматографических методов разделения ............... 177
5.4.4. Принципы работы колонки.........178
5.4.5. Адсорбенты, применяющиеся в жидкостной хроматографии
в качестве неподвижных фаз........ 179
5.4.6. Заполнение колонок........... 180
5.4.7. Введение в колонку раствора смеси веществ .... 181
5.4.8. Детектирование определяемых веществ и сбор элюата в колоночной хроматографии......... 182
5.4.9. Хроматография на нескольких колонках, переключение колонок ............... 182
5.4.10. Проблемы жидкостной хроматографии..... 183
5.4.11. Гель-хроматография........... 184
5.4.12. Высокоэффективная жидкостная хроматография . . . 184
5.4.13. Тонкослойная хроматография......, . 201
5.4.14. Ионообменная хроматография........ 203
5.4.15. Схема выбора метода жидкостной хроматографии . . 204
5.5. Газо-жидкостная хроматография........ 204
5.5.1. Общие положения........... 204
5.5.2. Типы колонок, применяемых в газо-жидкостной хроматографии .............. 204
5.5.3. Неподвижные фазы в газо-жидкостной хроматографии 208
5.5.4. Особые варианты газо-жидкостной хроматографии . . 209
5.5.5. Фоновые сигналы, обусловленные мембранами и колонками............... 210
5.5.6. Методы ввода проб в колонку газо-жидкостного хроматографа .............. 210
5.5.7. Получение производных непосредственно в колонках 211
5.5.8. Пиролиз.............. 211
5.5.9. Отбор фракций , . •.......... 213
5.5.10. Метод «углеродного скелета»....... 216
5.6. Зонная плавка............. . 218
5.7. Осаждение и соосаждение.......... 219
5.8. Разделение с помощью мембран......... 219
5.9. Диазолиз............... 221
5.10. Метод адсорбции на пузырьках газа и метод «отделения под слоем растворителя»............ 221
5.11. Электрофорез.............. 222
5.12. Плазменный электрофорез (электрофорез в газовой фазе) . . 223
5.13. Контроль эффективности операций разделения радиохимическими методами.............. 224
5.14. Обработка проб с целью изменения их поведения в процессах разделения............... 225
5.14.1. Общие положения........... 225
5.14.2. Методы получения производных в ходе разделения смесей
и независимо от процесса разделения..... 226
5.14.3. Примеры превращения Определяемых соединений в производные ....... ..... 22»
5.15. Перенос проб.............. **°
9ЧФ
Литература................ •"
6. Методы определения и обнаружения следовых количеств органических
веществ................. 26Ф
6.1. Общие положения............. 264
6.2. Общие замечания о спектроскопических' методах .... 265
6.3. Спектрометрия в ультрафиолетовой и видимой областях . . 266-
6.4. Инфракрасная спектрометрия.......... 267
6.4.1. Общие положения........... 267
6.4.2. Совершенствование конструкции инфракрасных спектрометров............... 268
6.4.3. Подготовка проб........... 270
6.4.4. Инфракрасная спектроскопия отражения на микрозеркале 271
6.4.5. Влияние температуры на ИК-спектроскопию следовых количеств веществ........... 272
6.4.6. Метод матричной изоляции........ 272
6.4.7. Сочетание ИК-спектроскопии с ГЖХ..... 275
6.4.8. Сочетание ИК-спектроскопии с жидкостной хроматографией ............... 278
6.4.9. Применение ИК-спектроскопии в аналитической химии следовых количеств органических веществ . 279
6.4.10. Преимущества методов ИК-спектроскопии .... 281
6.5. Спектроскопия комбинационного рассеяния...... 282'
6.6. Флуоресценция и фосфоресценция........ 284
6.7. Оптикоакустическая спектроскопия........ 285
6.8. Масс-спектрометрия............ 288
6.8.1. Общие положения........... 288
6.8.2. Принципы масс-спектрометрии ....... 290-
6.8.3. Дальнейшее совершенствование масс-спектрометрических методов.............. 295
6.8.4. Сочетание масс-спектрометрии с другими методами . . 299
6.8.5. Сочетание масс-спектрометрии с газо-жидкостной хроматографией ............ 299
6.8.6. Сочетание жидкостной хроматографии с масс-спектромет-
рией............... 302
6.8.7. Применение масс-спектрометрии для анализа воды, стоков и т. п.............. 302'
6.8.8. Применение масс-спектрометрии для определения следовых количеств органических веществ в воздухе, табачном дыме и в атмосферной пыли........ 303
68.9. Применение масс-спектрометрии в биологических исследованиях ............. 305
6.8.10. Применение масс-спектрометрии в судебной химии . . 305
6.8.11. Применение масс-спектрометрии для определения следовых количеств фармацевтических препаратов . . . 309
6.8.12. Применение масс-спектрометрии для анализа пищевых продуктов и проб, представляющих интерес с экологиче-ческой точки зрения .......... 312
6.8.13. Некоторые замечания к вопросу о возможностях и границах применения масс-спектрометрического метода . 316
6.9. Хроматографические детекторы......... 317
6.9.1. Детекторы в жидкостной хроматографии .... 317
6.9.2. Детекторы в газо-жидкостной хроматографии . . . 320
6.10. Электрохимические методы . ........ 334
6.10.1. Потенциометрические методы........ 334
6.10.2. Кулонометрические методы........ 336
6.10.3. Вольтамперометрия.......... 337
6.11. Химические методы обнаружения и определения .... 344:
е 10 Ж„„.,аитат-ипииР ПРЯКТТИИ........... 345-
6.13. Иммунохимические методы.......... 347
6.14. Связывание белками............ 354
6.15. Биологические методы ,........... 358
Литература................ 360
"7. Различные проблемы аналитической химии следовых количеств органических веществ.............. 390
7.1. Определение групп веществ.......... 390
7.2. Определение следовых количеств органических веществ без их выделения............... 391
7.3. Пути улучшения пределов обнаружения методов аналитической химии следовых количеств органических соединений .... 395
7.4. Некоторые пути повышения специфичности аналитических методов................. 403
7.5. Методы скрининга в анализе следовых количеств органических веществ................ 405
7.6. Локальный анализ и анализ поверхностей...... 409
7.7. Телеметрия в анализе следовых количеств веществ .... 412
7.8. Применение аналитической химии следовых количеств органических веществ для диагностирования заболеваний методом профильного анализа компонентов жидкостей организма . . . 416
7.9. Перспективы развития аналитической химии следовых количеств органических веществ............ 418
Литература................ 418
Лредметный указатель.............. 425
Цена: 300руб.
