ПРОБОПІДГОТОВКА

ПРОБОПІДГОТОВКА — комплекс раціональних дій над об’єктом аналізу з метою перетворення проби у форму, прийнятну для подальшого аналізу. П. є важливим етапом аналітичного циклу та необхідна для покращання метрологічних характеристик аналізу: підвищення точності, надійності, правильності та відтворюваності визначення, розширення досліджуваного діапазону значень, прискорення тесту, зменшення похибки результатів аналізу. Характер П. визначається природою зразка та аналітичним методом, що використовується для подальшого аналізу. Залежно від природи, агрегатного стану, концентрації зразка та методу аналізу використовують різні процедури П.: видалення вологи, подрібнення, розкладання, розчинення, плавлення, елюювання, видалення матриці, розведення, концентрування та ін. (табл. 1).

Таблиця 1. Характер пробопідготовки залежно від об’єкта аналізу та методу аналізу

Аналіт П. (процедури) Метод*
Органічні
речовини
Екстракція, концентрування, очищення, дериватизація (отримання) ГХ, ВЕРХ, ГХ/МС, РХ/МС
Леткі органічні сполуки Трансформація у газоподібну фазу, концентрування ГХ, ГХ-МС
Метали Екстракція, дериватизація концентрування, видоутворення УФ-В МАС, ІХ
Іони Екстракція, концентрування, дериватизація ІХ
ДНК/РНК Лізис клітин,
екстракція, полімеразна ланцюгова
реакція
Електрофорез, УФ-В МАС, флуоресценція
Амінокислоти, жири, вуглеводи Екстракція,
очищення
ГХ, ВЕРХ, електрофорез

*ГХ — газова хроматографія; МС — мас-спектроскопія; УФ-В МАС — молекулярно абсорбційна спектроскопія; ІХ — іонна хроматографія.

Завдання П. — переведення аналіту (компонентів) зі зразка в аналітичну форму найбільш раціональним шляхом. Ефективність такого переведення описується як ступінь вилучення аналіту і становить відношення кількості аналіту в отриманому зразку до його кількості в початковій пробі. Вилучення аналіту є ефективним, якщо воно перевищує 90%. Для визначення впливу П. на ступінь вилучення аналіту застосовують методи добавок та внутрішнього стандарту. В методі добавок до проби додають відому кількість компонента, що визначається, проводять необхідні процедури П. та вимірюють його вміст. У разі, коли гарантувати відсутність аналіту у пробі, що аналізується, не можна, для визначення ступеня вилучення аналіту за запропонованою схемою П. застосовують метод внутрішнього стандарту. Тобто до проби замість аналіту додають іншу сполуку, яка за властивостями дуже схожа з аналітом. Зразок піддають процедурі П. і вимірюють вміст аналіту та внутрішнього стандарту. Якщо ступінь вилучення внутрішнього стандарту задовільний, вважається, що застосовна П. оптимізована і для аналіту. Метод добавок та внутрішнього стандарту використовується тільки для рідин. У разі твердих зразків для контролю ступеня вилучення необхідно використовувати сертифіковані еталонні матеріали, в яких концентрації аналізів точні та варіативні. Параметри П. оптимізують, використовуючи статистичні методи. Прогноз невизначеності П. аналізу становить добуток або частку випадкових та постійних величин (мас наважок, розведень та ін.) та оцінюється у межах лінійної моделі:

ПРОБОПІДГОТОВКА.eps.

Напр., повна невизначеність аналіту кількісного визначення методом спектрофотометрії з урахуванням основних джерел невизначеності розраховується за формулою:

ПРОБОПІДГОТОВКА2.eps,

де ПРОБОПІДГОТОВКА3.eps — невизначеність П. (зважування, узяття аліквот та ін.), яка розраховується за вимогами до гранично припустимих похибок для мірного посуду та вагів; ПРОБОПІДГОТОВКА4.eps — прогнозована невизначеність кінцевої аналітичної операції, яка залежить від точності аналітичного методу. Фактичне відносне відхилення П. ПРОБОПІДГОТОВКА5.eps може бути виявлене тільки шляхом теоретичного розрахунку, базуючись на вимогах нормативної документації до максимально припустимої невизначеності відважування та мірного посуду. Невизначеність П. може бути зменшена за рахунок зміни мірного посуду та процедури аналізу (табл. 2).

Таблиця 2. Максимальна відносна похибка процесу розведення випробовуваного розчину з використанням аналітичного скляного мірного посуду (піпетки/колби)

Відношення концентрації Кількість кроків Крок 1 Крок 2 Невизначеність П. (%)
піпетка колба піпетка колба клас А
1/100 1 10 1000 0,20
5 500 0,20
1 100 0,61
2 25 250 25 250 0,18
2 5 50 5 50 0,32
1/200 1 5 1000 0,20
2 25 500 10 100 0,25
2 5 100 10 100 0,30
2 5 100 5 50 0,31
1/250 1 1 250 0,60
1 2 500 0,30
2 10 250 10 100 0,30
2 10 250 5 50 0,30

Літ.: Аналитическая химия. Проблемы и подходы: В 2 т. / Под ред. Р. Кельнера, Ж.-М. Мерме, М. Отто, Г.М. Видмера (пер. с англ.) — М., 2004; Халаф В.А., Зайцев В.М. Пробопідготовка та пробовідбір в хроматографії: Навч. посіб. — К., 2010; Somenath Mitra. Sample Preparation Techniques in Analytical Chemistry / Chemical Analysis: A Series of Monographs on Analytical Chemistry and Its Application / Еd. J.D. Wineforder. — Hoboken: John Wiley & Sons, 2003.