Iontová chromatografie
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceThermo Fisher Scientific
Význam tématu
Analýza vodou rozpustných sacharidů v atmosférických aerosolech je klíčová pro charakterizaci zdrojů pevného aerosolu, sledování vlivu spalování biomasy a studium biologických a antropogenních procesů v atmosféře.
Cíle a přehled studie / článku
Studie představuje jednoproudovou metodu vysokovýkonné aniontové výměnné chromatografie s pulzní amperometrickou detekcí (HPAE-PAD) pro stanovení 11–14 druhů sacharidů (anhydro cukry, monosacharidy a alditoly) v atmosférických aerosolech. Cílem je zjednodušit dosavadní postupy vyžadující dva různé chromatografické sloupce a zvýšit rozlišovací schopnost i analytickou robustnost metody.
Použitá metodika
Metoda využívá gradient hydroxidu sodného (200–800 mM) na Dionex CarboPac MA1 (4×250 mm) kolóně při 30 °C a průtoku 0,4 mL/min. Vzorky aerosolů se připravují pasivní difuzí na filtrační papír, extrahují se ultrapure vodou sonikací a filtrují. Kalibrace probíhá v rozsahu 0,024–50 mg/L pro většinu analyzovaných sloučenin.
Použitá instrumentace
- Ion Chromatography systém Thermo Scientific Dionex ICS-5000 RFIC, SP nebo DP pumpy
- Karbonátový kolona CarboPac MA1 Analytical & Guard (4×250 mm a 4×50 mm)
- Elektrochemický detektor s pulzní amperometrií, zlato na PTFE elektrodě
- Autosampler AS-AP s chlazenou vložkou (4 °C), objem injekce 25 µL
Hlavní výsledky a diskuse
Metoda A (55 min) umožňuje baseline separaci 11 sacharidů s rozlišením ≥1,6 a tlakovým spádem ~1400 psi. Preciznost (RSD RT ≤0,07 % a plochy ≤4,3 %) a linearita (r² ≥0,998) splňují požadavky rutinní analýzy. Úpravou počátečního gradientu (metody B a C) lze navíc rozlišit arabitol, sorbitol a galactitol, čímž se počet analyzovatelných cukrů rozšiřuje na 14. Simulované aerosolové vzorky vykázaly recoverie 82–122 %, potvrzující adekvátní přesnost.
Přínosy a praktické využití metody
- Jediný kolona pro široké spektrum sacharidů výrazně zjednodušuje analytický postup
- Vysoká rozlišovací schopnost a nízké meze detekce vhodné pro čisté a komplexní aerosoly
- Metoda je plně validována z hlediska přesnosti, linearity a opakovatelnosti
Budoucí trendy a možnosti využití
- Automatizace vzorkování a on-line propojení s chromatografem pro kontinuální monitoring
- Rozšíření metody o další organické markery (aminokyseliny, organické kyseliny)
- Komplementární techniky, jako je hmotnostní spektrometrie, pro identifikaci neznámých původců
Závěr
Popsaná HPAE-PAD metoda na sloupci CarboPac MA1 nabízí robustní, validované řešení pro stanovení klíčových sacharidů v atmosférických aerosolech pomocí jediného kolonového systému, což zefektivňuje rutinní analýzy a umožňuje detailní studium emisních a sekundárních aerosolových procesů.
Reference
- Simoneit B.R.T. et al. Sugars—dominant water-soluble organic compounds in soils and atmospheric particulate matter. Environ. Sci. Technol. 2004, 38, 5939–5949.
- Yttri K.E. et al. Ambient aerosol concentrations of sugars and sugar-alcohols at four sites in Norway. Atmos. Chem. Phys. 2007, 7, 4267–4279.
- Medeiros P.M. et al. Sugars as source indicators of biogenic organic carbon in aerosols. Atmos. Environ. 2006, 40, 1694–1705.
- Elbert W. et al. Contribution of fungi to primary biogenic aerosols. Atmos. Chem. Phys. 2007, 7, 4569–4588.
- Tominaga S. et al. Measurements of particulate sugars at urban and suburban sites. Atmos. Environ. 2011, 45, 2335–2339.
- Fu P.Q. et al. Organic molecular composition of marine aerosols over the Arctic Ocean. Biogeosciences 2013, 10, 653–667.
- Linuma Y. et al. Highly resolved anion-exchange method for saccharidic tracers. Atmos. Environ. 2009, 43, 1367–1371.
- Barbaro E. et al. Sugars in Antarctic aerosol. Atmos. Environ. 2015, 118, 135–144.
- Engling G. et al. Determination of levoglucosan in biomass combustion aerosol. Atmos. Environ. 2006, 40(Suppl. 2), 299–311.
- Caseiro A. et al. Saccharides in atmospheric aerosol by HPAE-PAD. J. Chromatogr. A 2007, 1171–1172, 37–45.
- Zhang Z. et al. Size-segregated biomass burning tracers in China’s Pearl River Delta. Atmos. Environ. 2015, 102, 290–301.
- Yttri K.E. et al. Intercomparison of levoglucosan quantification methods. Atmos. Meas. Tech. 2014, 7, 125–147.
- Thermo Scientific Dionex AN72580. HPAE-PAD glycoprotein monosaccharide analysis.
- Thermo Scientific Dionex AN72210. Fast determination of biofuel sugars by HPAE-PAD.
- Thermo Scientific Dionex TN71. Eluent preparation for HPAE-PAD.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.