PRZYGOTOWANIE PRÓBEK
DO ANALIZY

Dr Agnieszka Chałabis-Mazurek

Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie

Schemat dowolnej procedury

analitycznej

TRANSPORT I PRZECHOWYWANIE PRÓBEK

Stabilizacja, konserwacja

POBIERANIE PRÓBEK

PRZYGOTOWANIE PRÓBEK DO ANALIZY

izolacja , wzbogacanie, frakcjonowanie, oczyszczanie,

derywatyzacja

ANALIZA

rozdzielanie analitów;

analiza jakościowa i ilościowa

Pierwotna i wtórna obróbka pobranej
próbki

Od momentu pobrania do momentu analizy

próbki, w szczególności próbki wód, mogą
zmieniać swoje właściwości na wskutek

zachodzących procesów chemicznych, fizycznych
i biologicznych. Oznaczane parametry mogą się
więc różnić od rzeczywistych, powodując, że

próbka staje się

niereprezentatywna!!!!!

Źródła potencjalnych zmian składu próbki

1. Reakcje chemiczne.

2. Procesy fizykochemiczne.

3. Procesy biochemiczne.

4. Reakcje fotochemiczne.

Do najważniejszych reakcji chemicznych i procesów
fizykochemicznych zachodzących w próbce można
zaliczyć :

• Reakcje chlorowania.
Powód: wolny chlor (np.: w przypadku wody uzdatnianej

metodą chlorowania).

Może on reagować z obecnymi w próbce związkami

organicznymi tworząc chlorowcopochodne organiczne.

• Depolimeryzacja.
Substancje spolimeryzowane mogą ulegać
depolimeryzacji lub odwrotnie może dochodzić do
polimeryzacji związków prostych.

Do najważniejszych reakcji chemicznych i procesów
fizykochemicznych zachodzących w próbce można
zaliczyć :

• Zmiana pH.
Powód: absorpcja CO2 z powietrza
Skutek: obniżenie pH oraz twardości wody
(w wyniku wytrącania się węglanu wapnia).

• Reakcje hydrolizy związków chemicznych i
kompleksów.

• Strącanie i współstrącanie.

•

Reakcje utleniania.

Powód: tlen rozpuszczony w próbce lub tlen
zawarty w powietrzu atmosferycznym.

Reakcjom utleniania ulegają metale na niższych stopniach
utlenienia (przykład: utlenianie jonów Fe (II) do Fe (III)), związki
nieorganiczne np.: cyjanki, jodki, siarczki, siarczyny oraz związki
organiczne.

• Reakcje redukcji.

W obecności substancji organicznych, takich jak np.:
jony S2- i Fe2+, chrom (VI) może ulegać redukcji do
chromu (III)

• Utlenianie

Prowadzi do zaniżenia początkowej wartości
stężenia substancji lotnych.

• Adsorpcja

Dotyczy metali rozpuszczonych lub w postaci
koloidalnej oraz niektórych związków
organicznych np. WWA

Zachodzi na ściankach naczynia lub na
cząstkach zawiesiny występującej w próbce.

Jest związana z ich rozpuszczalnością w wodzie
oraz wartością współczynnika podziału oktanol
-woda (Kow).

Reakcje biochemiczne

Powód: bakterie, glony i inne organizmy wodne

• biodegradacja
• bioutlenienie

Reakcje fotochemiczne

Wiele substancji może podlegać reakcjom

katalizowanym przez światło. Fotochemiczna

degradacja

(fotoliza)

jest najważniejszym – obok

biologicznej degradacji – procesem przemiany lub

rozpadu molekuł związków organicznych w wodzie.

CEL PRZYGOTOWANIA PRÓBKI

Głównym celem przygotowania próbki jest:
• selektywna izolacja analitów;
• oczyszczanie ekstraktu;
• wzbogacanie;

Etap przygotowania próbki ma także na celu
frakcjonowanie (oczyszczanie) lub/i
derywatyzację (konwersję chemiczną) analitów.

Operacje przygotowania próbek
środowiskowych do analizy:

• konserwacja
• transport i przechowywanie
• obróbka fizyczna
• obróbka chemiczna
• izolacja i wzbogacanie analitów

Konserwacja próbek jako sposób zapobiegania
niekorzystnym procesom i reakcjom w próbce.

Nie ma jednego

uniwersalnego

sposobu na

zachowanie stałego składu analizowanego
materiału.
Należy pamiętać, że metoda konserwacji powinna
być zharmonizowana z różnymi technikami
analitycznymi, które będą wykorzystywane
na etapie oznaczeń końcowych.

Konserwacja nieinwazyjna (fizykalna)

1. Dobór odpowiedniego pojemnika oraz jego
przygotowanie.

Pojemnik stosowany do przechowywania próbki oraz
jego zamknięcie nie powinny powodować wtórnego
zanieczyszczenia próbki, a także
adsorbować oznaczane składniki.

Do oznaczeń pestycydów, herbicydów, WWA, PCB
oraz innych związków organicznych nie zaleca się
stosowania pojemników wykonanych z tworzyw
sztucznych (z wyjątkiem PTFE) - adsorpcja analitów
na ściankach!

Wniosek: stosować wyłącznie naczynia szklane. W
celu zdezaktywowania powierzchni naczyń zaleca
sięprzeprowadzenie silanizacji.

Do oznaczeń metali nie zaleca się stosowania
pojemników szklanych (mogą adsorbować
ślady metali).

Wniosek: stosować pojemniki z tworzyw
sztucznych.

2. Napełnianie pojemników

Jeśli w próbce wody będą oznaczane parametry
fizykochemiczne, zaleca się całkowite
napełnianie pojemników, tak aby
pod powierzchnią wody pod korkiem nie
powstały żadne pęcherzyki powietrza
(z wyjątkiem próbek, które w następnych
etapach przechowywania będą zamrażane).

Całkowite napełnianie butli dotyczy również
lotnych organicznych zanieczyszczeń.

3. Konserwacja termiczna

Schłodzenie czyli obniżenie temperatury i
przechowywanie próbki w temperaturze niższej niż
ta, w której była pobierana.
Schłodzenie próbki do temperatury od 2 do 5°C
oraz przechowywanie jej w ciemnościach jest
skutecznym sposobem konserwowania próbki
podczas transportu do laboratorium.
Zamrażanie próbki do temperatury -20°C
pozwala wydłużyć okres przechowywania w
porównaniu do maksymalnego okresu jej
schłodzenia. Jednakże ten sposób konserwacji
wzbudza wiele kontrowersji i dyskusji.

Wstępna filtracja lub wirowanie próbki.

Wynik: spowalnia wszelkie procesy biologiczne,
chemiczne i fizykalne ! Nie eliminuje ich !
Sączenie przez różnego rodzaju sączki bibułowe,
filtry bibułowe czy wirowanie umożliwia usunięcie
z próbek zawiesiny, osadu, glonów i innych
mikroorganizmów. Filtracja próbki przez filtr
posrebrzany o średnicy porów 0,45 μm umożliwia
usunięcie z wody planktonu oraz komórek
bakteryjnych, co w znaczny sposób zwiększa
okres jej przechowywania.

5. Naświetlanie za pomocą promieniowania UV.

Taki zabieg jest stosowany w celu sterylizacji,
czyli usunięcia organizmów żywych z matrycy
próbki.
Metoda ta może mieć zastosowanie w przypadku
oznaczeń związków łatwo ulegających
biodegradacji czy bioutlenieniu.

Konserwacja inwazyjna (chemiczna)
poprzez dodatek do próbek niewielkiej ilości
odczynników chemicznych.

Do najważniejszych metod chemicznego utrwalania
próbek wody zaliczyć można:
1. dodatek kwasów,
2. dodatek siarczynów,
3. dodatek rozpuszczalników,
4. dodatek jonów toksycznych metali,
5. dodatek azydków,
6. dodatek formaldehydu
i innych.

Odczynniki chemiczne należy wprowadzi

bezpośrednio do naczynia przed pobraniem

próbki lub te bezpośrednio po jej pobraniu.

1. Zakwaszenie próbki.

Zakwaszenie próbki do pH około 2 poprzez

dodatek kwasu solnego, siarkowego lub
azotowego.

• zapobiega procesom wytrącania się osadów

(np.: tlenków i wodorotlenków metali),

• zapobiega flokulacji i kompleksowaniu

niektórych składników próbki

• zapobiega i hamuje wzrost i aktywność

biologiczną mikroorganizmów.

2. Dodatek biocydów.
Związki chemiczne, które zatrzymują lub spowalniają
aktywność biologiczną mikroorganizmów, są nazywane
biocydami.
Do najczęściej stosowanych biocydów należą:
• Chlorek rtęci(II) (HgCl2) - bardzo skuteczny środek
utrwalający, hamujący wzrost bakterii w próbkach
wodnych; stosowany jest w bardzo szerokim zakresie
stężeń najczęściej od 1 do 500 μg/cm3.
• Chloroform - środek spowalniający przebieg procesów
biologicznych w próbce. Zapobiega chemicznej hydrolizie
i biologicznej degradacji związków poprzez ekstrakcję
analitów oraz toksyczność dla mikroorganizmów (np.
fosforoorganicznych pestycydów).
• Formaldehyd. spowalnia aktywność biologiczną
mikroorganizmów
• Tymol.

Konserwacja fizykochemiczna

W przypadku wielu analitów organicznych

etap przechowywania próbek jest zastępowany

przechowywaniem koncentratów uzyskanych

po procesie izolacji i wzbogacenia.