Samenvatting VVG 2
Covaci:
Analytische chemie
Doel: het verzamelen van theoretische en praktische gegevens om een kwalitatief (wat is de
samenstelling?) en kwantitatief (hoeveel van elk bestanddeel is aanwezig in de staal?) inzicht
te verwerven in de chemische samenstelling van de materie. Voor kwantitatief aspect moet
je een heel gevoelige methode gebruiken.
Kwalitatieve analyse: identificatie, detectie of aantonen van bepaalde bestanddelen
(analieten = stoffen die men wilt meten) boven een bepaalde concentratiegrens (afh van de
methode).
Probleem: de aanwezigheid van bepaalde componenten onder een zekere grens kan
niet aangetoond worden (sporenanalyse is in dit geval dan nodig).
Voorbeeld: zwangerschapstest of speekseltest.
Kwantitatieve analyse: informatie inwinnen omtrent de hoeveelheid (gehalte, concentratie)
van een, meerdere of alle bestanddelen in een staal.
Meting van een fysische of fysico-chemische grootheid (signaal) evenredig met de
hoeveelheid van het te doseren bestanddeel.
In functie van de gevoeligheid van de methode (kwantitatieve gegevens).
In welke concentraties is/zijn de bestanddelen aanwezig?
Voorbeeld: speeksel analyse
Belangrijke termen
Selectiviteit: de analytische methode moet de analieten waarin men
geïnteresseerd kunnen differentiëren van andere componenten in de sample.
Vb. ion-selectieve electroden (selectief voor Li+, Na+ en K+) in bloedanalyse.
Met 1 methode kan men stoffen uit dezelfde klasse meten.
Specificiteit: een methode is specifiek wanneer ze enkel en alleen opgaat voor
het bestanddeel dat men wil bepalen. Door het aanpassen van de
methodevoorwaarden kan de specificiteit opgevoerd worden. Vb. methode
specifiek voor Li+, maar niet voor Na+ of K+.
In labo kan men beter een selectieve test uitvoeren, qua kosten en tijd is dat
efficiënter, dan specificiteitstest (want deze is maar voor 1 stof).
Gevoeligheid: de gevoeligheid van een methode is gedefinieerd als de
helling van de ijkcurve meetsignaal vs concentratie.
S = k * C of k = S/C (signaal gemeten per tijdseenheid van concentratie =
richtingscoëfficiënt calibatiecurve). Steilere lijn betekent hogere
gevoeligheid, dus in grafiek hiernaast is gevoeligheid voor theobromine
hoger want die heeft de steilste lijn.
,Detectielimiet: zal je vertellen of de methode toepasbaar is
voor jouw doeleinde. Is van analytisch belang aangezien
hierbij naast de signaalgrootte ook de achtergrondruis in
beschouwing wordt genomen.
De detectielimiet (limit of detection = LOD) wordt
gedefinieerd als de concentratie die aanleiding geeft tot een
signaal/ruis verhouding van 3. S/N = 3/1.
Kwantificatielimiet: is van analytisch belang aangezien voor de meeste methoden deze limiet
de ‘reporteringswaarde’ is. De kwantificatielimiet (limit of quantification – LOQ) wordt
gedefinieerd als de concentratie die aanleiding geeft tot een signaal/ruis verhouding van 10.
S/N = 10/1. Meer zekerheid op deze meting daardoor grotere verhouding.
Blancobepaling: bepaling die van het totaalsignaal het deel meet dat niet te wijten is aan het
te doseren bestanddeel.
Vb. in spectrofotometrie de absorptie-bijdrage van solvens en reagentia of spontane
hydrolyse van substraten bij enzymdoseringen.
Blanco: het signaal wat je krijgt als er geen analiet wordt gemeten.
Blancobepaling niet eenvoudig, gedaan door intercept op de ijklijn te berekenen.
Precisie: maat voor de reproduceerbaarheid van de meting
herhaalbaarheid – dezelfde dag
intermediaire precisie – verschillende dagen
Waarde in %, berekend als relative standard deviatie (RSD) of variatiecoëfficient (VC).
Hoe lager de RSD, hoe beter de precisie.
Richtlijnwaarde voor precisie: 15%.
Accuraatheid: is de maat voor de afwijking van de meting van de werkelijke waarde.
Absolute fout is maat voor accuraatheid.
Accuraatheid (%) = E * 100 / µ (E = absolute fout en µ = echte waarde)
Accuraatheid kan gecontroleerd worden met behulp van andere onafhankelijke
methoden. Men stelt zelf bepaalde eisen.
Voor accuraatheid gebruik maken van standaard materialen met gecertifieerde
waarden voor het te meten bestanddeel (enkele stoffen zijn gecertifieerd).
NIST – national institute of standards and technology.
IRMM – institute for reference materials and measurements
Goede precisie vs goede accuraatheid
Goede precisie is kleine standaarddeviatie,
alle resultaten bij elkaar
Accuraatheid is dichterbij werkelijke
waarde.
Accuraatheid heeft een groter belang dan
precisie!!!
Het is echter wel makkelijker om een
methode preciezer te maken ipv accurater.
,Valideren: controleren van een waarde of controleren van een volledige methode. Alle
specifieke delen van de methode moeten aan bepaalde criteria voldoen.
Interlaboratorium testen: overall performantie van de methode getest door externe
instanties.
Fysische en fysico-chemische instrumentele methoden
1. Optische methoden: materie en straling
2. Elektrochemische methoden: wisselwerking met chemische en elektrische
verschijnselen.
3. Chromatografische methoden: scheidingstechniek + detector = analysetechniek.
4. Radiochemische methoden: gebruik van radioisotopen in analyseproces of induceren
van radioactiviteit.
Calibratietechnieken
Meetapparatuur
Methoden
Meetapparatuur calibreren met behulp van standaarden met gekend meetsignaal.
Voorbeelden:
Analytische balans:
- Onbelast nulpunt
- Ijkgewicht
Spectrofotometer
- 0%T en 100%T
- Golflengte ijkfilters
Huidige apparatuur: quasi automatisch
Methoden om te calibreren:
Gemeten signaal (S) ongeveer gelijk aan
concentratie (c) te doseren bestanddeel
(analiet)
S = f(c)
Onderscheid tussen externe en interne
calibratie.
LOL = limit of linearity (lijn vanaf hier niet
meer lineair).
Dynamic range: enkel in dit gebied kan men
een lineaire functie toepassen om concentratie van de echte staal te berekenen.
Helling: zegt iets over de gevoeligheid (sensitiviteit).
Wanneer een concentratie buiten de dynamic range ligt, dan moet men deze concentratie
verdunnen. Afh van LOL, stel deze is 100, en de concentratie is 300. Dan moet de
concentratie 5-10x verdund worden, want bij 3x lig je net op het randje van de LOL. Ook
weer niet te veel verdunnen want anders kom je weer onder de LOD.
, Externe calibratie: calibratiecurve
Signaal meten bij toepassen van analyseprotocol op een verdunningsreeks. Bijv. een
serie standaardoplossingen met toenemende, steeds gekende concentratie.
Minstens 3 oplossingen, liefst meer (5-7).
Standaarden voor calibratie:
Gekende concentratie van de analiet
Gekende zuiverheid
Gekende stabiliteit
Gemakkelijk om te gebruiken en beschikbaar
Matrix gelijkaardig met het staal (vb. bodem, water; oplossing; pH, ionische sterkte,
viscositeit).
Voor elke verdunning moet het signaal gemeten worden.
Niet alle calibratiecurves zijn lineair afbuiging bij hogere concentraties. Nooit
extrapoleerbaar.
Matrixeffect kan zorgen voor onderdrukking of versterking van een signaal. Vb. urine en
water.
Eenpuntscalibratie
Vergelijken van Sx met 1 punt van de calibratiecurve. Nadeel: slechts 1 standaard
meegenomen.
Sx = k * Cx en Ss = k * Cs dus Sx/Ss = Cx/Cs (S = signaal en k = respons factor)
Interne calibratie: interne normalisatie
Procentuele samenstelling gevraagd; som van alle signalen na correctie voor verschil
in gevoeligheid = 100%. Van elk signaal % bijdrage berekenen. Vb.
Vetzuursamenstelling van margarines of alcoholgehalte in sterke dranken.
Optische analysemethoden (spectrofotometrie)
Interacties tussen stralingsenergie en moleculaire stelsels.
Wet van Planck van belang
Golflengte van zichtbaar licht = 400-750 nm.
UV licht = sterkere straling dan zichtbaar licht. (links van zichtbaar licht) 100-400 nm
IR licht = zwakkere straling dan zichtbaar licht. (rechts van zichtbaar licht) 750-1000000 nm
Interactie tussen materie-straling is een 2 stapsproces: fase 1 en fase 2.
M + hv -> M* (aangeslagen toestand) (hv -> fluorescentie en fosforescentie)
Door straling wordt molecuul op een hoger inwendig energieniveau gebracht. Hierin kan
men de absorptie van licht door een molecuul meten en de emissie van een molecuul kan
worden gemeten.
Covaci:
Analytische chemie
Doel: het verzamelen van theoretische en praktische gegevens om een kwalitatief (wat is de
samenstelling?) en kwantitatief (hoeveel van elk bestanddeel is aanwezig in de staal?) inzicht
te verwerven in de chemische samenstelling van de materie. Voor kwantitatief aspect moet
je een heel gevoelige methode gebruiken.
Kwalitatieve analyse: identificatie, detectie of aantonen van bepaalde bestanddelen
(analieten = stoffen die men wilt meten) boven een bepaalde concentratiegrens (afh van de
methode).
Probleem: de aanwezigheid van bepaalde componenten onder een zekere grens kan
niet aangetoond worden (sporenanalyse is in dit geval dan nodig).
Voorbeeld: zwangerschapstest of speekseltest.
Kwantitatieve analyse: informatie inwinnen omtrent de hoeveelheid (gehalte, concentratie)
van een, meerdere of alle bestanddelen in een staal.
Meting van een fysische of fysico-chemische grootheid (signaal) evenredig met de
hoeveelheid van het te doseren bestanddeel.
In functie van de gevoeligheid van de methode (kwantitatieve gegevens).
In welke concentraties is/zijn de bestanddelen aanwezig?
Voorbeeld: speeksel analyse
Belangrijke termen
Selectiviteit: de analytische methode moet de analieten waarin men
geïnteresseerd kunnen differentiëren van andere componenten in de sample.
Vb. ion-selectieve electroden (selectief voor Li+, Na+ en K+) in bloedanalyse.
Met 1 methode kan men stoffen uit dezelfde klasse meten.
Specificiteit: een methode is specifiek wanneer ze enkel en alleen opgaat voor
het bestanddeel dat men wil bepalen. Door het aanpassen van de
methodevoorwaarden kan de specificiteit opgevoerd worden. Vb. methode
specifiek voor Li+, maar niet voor Na+ of K+.
In labo kan men beter een selectieve test uitvoeren, qua kosten en tijd is dat
efficiënter, dan specificiteitstest (want deze is maar voor 1 stof).
Gevoeligheid: de gevoeligheid van een methode is gedefinieerd als de
helling van de ijkcurve meetsignaal vs concentratie.
S = k * C of k = S/C (signaal gemeten per tijdseenheid van concentratie =
richtingscoëfficiënt calibatiecurve). Steilere lijn betekent hogere
gevoeligheid, dus in grafiek hiernaast is gevoeligheid voor theobromine
hoger want die heeft de steilste lijn.
,Detectielimiet: zal je vertellen of de methode toepasbaar is
voor jouw doeleinde. Is van analytisch belang aangezien
hierbij naast de signaalgrootte ook de achtergrondruis in
beschouwing wordt genomen.
De detectielimiet (limit of detection = LOD) wordt
gedefinieerd als de concentratie die aanleiding geeft tot een
signaal/ruis verhouding van 3. S/N = 3/1.
Kwantificatielimiet: is van analytisch belang aangezien voor de meeste methoden deze limiet
de ‘reporteringswaarde’ is. De kwantificatielimiet (limit of quantification – LOQ) wordt
gedefinieerd als de concentratie die aanleiding geeft tot een signaal/ruis verhouding van 10.
S/N = 10/1. Meer zekerheid op deze meting daardoor grotere verhouding.
Blancobepaling: bepaling die van het totaalsignaal het deel meet dat niet te wijten is aan het
te doseren bestanddeel.
Vb. in spectrofotometrie de absorptie-bijdrage van solvens en reagentia of spontane
hydrolyse van substraten bij enzymdoseringen.
Blanco: het signaal wat je krijgt als er geen analiet wordt gemeten.
Blancobepaling niet eenvoudig, gedaan door intercept op de ijklijn te berekenen.
Precisie: maat voor de reproduceerbaarheid van de meting
herhaalbaarheid – dezelfde dag
intermediaire precisie – verschillende dagen
Waarde in %, berekend als relative standard deviatie (RSD) of variatiecoëfficient (VC).
Hoe lager de RSD, hoe beter de precisie.
Richtlijnwaarde voor precisie: 15%.
Accuraatheid: is de maat voor de afwijking van de meting van de werkelijke waarde.
Absolute fout is maat voor accuraatheid.
Accuraatheid (%) = E * 100 / µ (E = absolute fout en µ = echte waarde)
Accuraatheid kan gecontroleerd worden met behulp van andere onafhankelijke
methoden. Men stelt zelf bepaalde eisen.
Voor accuraatheid gebruik maken van standaard materialen met gecertifieerde
waarden voor het te meten bestanddeel (enkele stoffen zijn gecertifieerd).
NIST – national institute of standards and technology.
IRMM – institute for reference materials and measurements
Goede precisie vs goede accuraatheid
Goede precisie is kleine standaarddeviatie,
alle resultaten bij elkaar
Accuraatheid is dichterbij werkelijke
waarde.
Accuraatheid heeft een groter belang dan
precisie!!!
Het is echter wel makkelijker om een
methode preciezer te maken ipv accurater.
,Valideren: controleren van een waarde of controleren van een volledige methode. Alle
specifieke delen van de methode moeten aan bepaalde criteria voldoen.
Interlaboratorium testen: overall performantie van de methode getest door externe
instanties.
Fysische en fysico-chemische instrumentele methoden
1. Optische methoden: materie en straling
2. Elektrochemische methoden: wisselwerking met chemische en elektrische
verschijnselen.
3. Chromatografische methoden: scheidingstechniek + detector = analysetechniek.
4. Radiochemische methoden: gebruik van radioisotopen in analyseproces of induceren
van radioactiviteit.
Calibratietechnieken
Meetapparatuur
Methoden
Meetapparatuur calibreren met behulp van standaarden met gekend meetsignaal.
Voorbeelden:
Analytische balans:
- Onbelast nulpunt
- Ijkgewicht
Spectrofotometer
- 0%T en 100%T
- Golflengte ijkfilters
Huidige apparatuur: quasi automatisch
Methoden om te calibreren:
Gemeten signaal (S) ongeveer gelijk aan
concentratie (c) te doseren bestanddeel
(analiet)
S = f(c)
Onderscheid tussen externe en interne
calibratie.
LOL = limit of linearity (lijn vanaf hier niet
meer lineair).
Dynamic range: enkel in dit gebied kan men
een lineaire functie toepassen om concentratie van de echte staal te berekenen.
Helling: zegt iets over de gevoeligheid (sensitiviteit).
Wanneer een concentratie buiten de dynamic range ligt, dan moet men deze concentratie
verdunnen. Afh van LOL, stel deze is 100, en de concentratie is 300. Dan moet de
concentratie 5-10x verdund worden, want bij 3x lig je net op het randje van de LOL. Ook
weer niet te veel verdunnen want anders kom je weer onder de LOD.
, Externe calibratie: calibratiecurve
Signaal meten bij toepassen van analyseprotocol op een verdunningsreeks. Bijv. een
serie standaardoplossingen met toenemende, steeds gekende concentratie.
Minstens 3 oplossingen, liefst meer (5-7).
Standaarden voor calibratie:
Gekende concentratie van de analiet
Gekende zuiverheid
Gekende stabiliteit
Gemakkelijk om te gebruiken en beschikbaar
Matrix gelijkaardig met het staal (vb. bodem, water; oplossing; pH, ionische sterkte,
viscositeit).
Voor elke verdunning moet het signaal gemeten worden.
Niet alle calibratiecurves zijn lineair afbuiging bij hogere concentraties. Nooit
extrapoleerbaar.
Matrixeffect kan zorgen voor onderdrukking of versterking van een signaal. Vb. urine en
water.
Eenpuntscalibratie
Vergelijken van Sx met 1 punt van de calibratiecurve. Nadeel: slechts 1 standaard
meegenomen.
Sx = k * Cx en Ss = k * Cs dus Sx/Ss = Cx/Cs (S = signaal en k = respons factor)
Interne calibratie: interne normalisatie
Procentuele samenstelling gevraagd; som van alle signalen na correctie voor verschil
in gevoeligheid = 100%. Van elk signaal % bijdrage berekenen. Vb.
Vetzuursamenstelling van margarines of alcoholgehalte in sterke dranken.
Optische analysemethoden (spectrofotometrie)
Interacties tussen stralingsenergie en moleculaire stelsels.
Wet van Planck van belang
Golflengte van zichtbaar licht = 400-750 nm.
UV licht = sterkere straling dan zichtbaar licht. (links van zichtbaar licht) 100-400 nm
IR licht = zwakkere straling dan zichtbaar licht. (rechts van zichtbaar licht) 750-1000000 nm
Interactie tussen materie-straling is een 2 stapsproces: fase 1 en fase 2.
M + hv -> M* (aangeslagen toestand) (hv -> fluorescentie en fosforescentie)
Door straling wordt molecuul op een hoger inwendig energieniveau gebracht. Hierin kan
men de absorptie van licht door een molecuul meten en de emissie van een molecuul kan
worden gemeten.
