Instrumentele chemie - Scheidingstechnieken 24.pdf

# Inleidende begrippen van instrumentele chemie Chemische analyses zijn essentieel in diverse wetenschappelijke disciplines en hebben tot doel de aanwezigheid en concentratie van specifieke componenten (analyt) in een materiaal te bepalen. Dit document introduceert de basisconcepten van instrumentele chemie, waaronder de classificatie van analysemethoden, het verloop van een analyse, de karakteristieken van methoden zoals precisie, juistheid, gevoeligheid, selectiviteit en robuustheid, lineaire regressie, kalibratiecurves en verschillende concentratie-uitdrukkingen [5](#page=5). ### 1.1 Inleiding tot instrumentele chemie Instrumentele chemie richt zich op het gebruik van instrumenten om chemische samenstellingen te analyseren. Voordat een analyse kan plaatsvinden, is de ontwikkeling en validatie van een geschikte methode cruciaal. De keuze van een analysetechniek hangt af van factoren zoals de hoeveelheid staal, de samenstelling, en de vereiste nauwkeurigheid en snelheid [5](#page=5). ### 1.2 Indeling van analysemethoden Analysemethoden worden onderverdeeld in klassieke (natte chemie) en instrumentele methoden [5](#page=5). * **Klassieke analytische methoden:** * Gebruiken scheidingstechnieken zoals neerslagvorming, extractie en destillatie [5](#page=5). * Kwalitatieve identificatie gebeurt via kleurreacties, smelt-/kookpunten, oplosbaarheid, geur, optische activiteit of brekingsindex [5](#page=5). * Kwantitatieve bepalingen worden uitgevoerd met gravimetrie of titrimetrie [5](#page=5). * **Instrumentele analytische methoden:** * Meting van specifieke fysische eigenschappen van componenten. Voorbeelden zijn [5](#page=5): * Spectroscopische technieken (absorptie, emissie, verstrooiing van licht) [5](#page=5). * Elektrochemische technieken (geleidbaarheid, elektrodepotentiaal) [5](#page=5). * Massaspectrometrie (massa/lading verhouding) [5](#page=5). * Kinetische methoden (reactiesnelheid) [5](#page=5). * Daarnaast zijn er scheidingsmethoden zoals chromatografie en elektroforese die componenten in een mengsel scheiden vóór kwantificatie [5](#page=5). De keuze van een analysemethode wordt beïnvloed door de aard en kwaliteit van de benodigde informatie (welke componenten, kwalitatief/kwantitatief, vereiste nauwkeurigheid/precisie) en randvoorwaarden zoals concentratiegebied, monsterhoeveelheid (snelheid) en economische factoren (kostprijs) [6](#page=6). ### 1.3 Verloop van een analyse Elke analyse doorloopt doorgaans de volgende stadia [6](#page=6): 1. **Keuze van de methode (choice of method):** Selectie van de meest geschikte methode voor het analytische probleem [6](#page=6). 2. **Monstername (sampling):** Afzonderen van een representatieve fractie van het te onderzoeken materiaal; dit is cruciaal voor een betrouwbare analyse [6](#page=6). 3. **Voorbereiding (preliminary sample treatment):** Omvat homogenisatie van het monster en verwijdering van niet-monster gerelateerd materiaal [6](#page=6). 4. **Opzuiveringen (separations):** Scheiden van het te meten bestanddeel van interfererende componenten, eventueel door omzetting naar een meetbare vorm (bv. derivatisatie) [6](#page=6). 5. **Meting (final measurement):** Het daadwerkelijk meten van het signaal, waarvan de betrouwbaarheid afhangt van de voorgaande stappen. Resultaten worden hieruit berekend [6](#page=6). 6. **Evaluatie van het resultaat (the assessment of results):** Statistische of andere methoden worden toegepast om de resultaten te beoordelen [6](#page=6). ### 1.4 Karakteristieken van een methode De betrouwbaarheid van analyses wordt geëvalueerd aan de hand van precisie en juistheid. Meerdere metingen van een monster zijn gebruikelijk om het gemiddelde te berekenen [6](#page=6) [7](#page=7). #### 1.4.1 Precisie Precisie is de mate van spreiding in meetresultaten bij herhaalde metingen op hetzelfde monster [7](#page=7). * **Herhaalbaarheid:** Metingen onder identieke condities (zelfde analist, apparatuur, korte tijdspanne) [7](#page=7). * **Reproduceerbaarheid:** Metingen onder variërende condities (verschillende dagen, reagentia, laboratoria) [7](#page=7). Precisie wordt uitgedrukt als de standaarddeviatie (SD, $s$) ] [7](#page=7): $$s = \sqrt{\frac{\sum_{i=1}^{n}(x_i - \overline{x})^2}{n-1}}$$ waarbij $\overline{x}$ het gemiddelde is van $n$ metingen en $x_i$ de individuele meetwaarden zijn. De resultaten worden vaak weergegeven als $\overline{x} \pm s$ [7](#page=7). * **Voorbeeld:** Bepaling van de Na$^+$-concentratie in serum [7](#page=7): | Meting | [Na+] (mmol/L) | $(x_i - \overline{x})$ | $(x_i - \overline{x})^2$ | | :----- | :------------- | :-------------------- | :----------------------- | | 1 | 143 | 1 | 1 | | 2 | 141 | -1 | 1 | | 3 | 137 | -5 | 25 | | 4 | 157 | 15 | 225 | | 5 | 132 | -10 | 100 | | 6 | 143 | 1 | 1 | | **Som**| **853** | **0** | **353** | $\overline{x} = \frac{853}{6} \approx 142$ mmol/L [7](#page=7). $s = \sqrt{\frac{353}{6-1}} = \sqrt{\frac{353}{5}} = \sqrt{70.6} \approx 8.4$ [7](#page=7). Statistisch gezien betekent dit, bij een normale verdeling, dat er 68% kans is dat het resultaat tussen $\overline{x} \pm s$ ligt en 99.7% kans tussen $\overline{x} \pm 3s$ [8](#page=8). De relatieve standaarddeviatie (RSD) geeft inzicht in de precisie ten opzichte van de gemiddelde waarde [8](#page=8): $$RSD = \frac{s}{\overline{x}} \times 100\%$$ In het voorbeeld: $RSD = \frac{8.4}{142} \times 100\% \approx 5.9\%$. Resultaten binnen 5% RSD worden vaak als aanvaardbaar beschouwd, afhankelijk van de methode. Precisie weerspiegelt de toevallige (random) fouten [8](#page=8). #### 1.4.2 Juistheid Juistheid is de mate van overeenstemming tussen het gemiddelde van de metingen ($\overline{x}$) en de werkelijke waarde ($\mu_0$). De absolute waarde van het verschil is de bias [8](#page=8): $bias = |\overline{x} - \mu_0|$ De juistheid wordt bepaald met controlestalen (gecertificeerde referentiematerialen) waarvan de concentratie gekend is, of door middel van 'spiking' (toevoegen van een gekende hoeveelheid analyt aan een blanco met dezelfde matrix). Het terugvindingspercentage (recovery) wordt berekend als [8](#page=8): $$recovery = \frac{gemeten\ hoeveelheid\ analiet}{toegevoegde\ hoeveelheid\ analiet} \times 100\%$$ Bij matrixeffecten die niet gemodelleerd kunnen worden, wordt de standaardadditieprocedure toegepast. Juistheid wordt beïnvloed door systematische fouten, die constant of proportioneel kunnen zijn [9](#page=9). #### 1.4.3 Gevoeligheid en detectielimiet De gevoeligheid van een methode is het vermogen om kleine veranderingen in concentratie betrouwbaar te meten. Het wordt weergegeven door de helling van de ijklijn (kalibratiecurve) [9](#page=9). * **Detectielimiet (LOD, limit of detection):** De kleinste concentratie die nog betrouwbaar aangetoond kan worden, onderscheidbaar van de achtergrondruis [10](#page=10). Het wordt berekend als: $y_{LOD} = y_{BLK} + 3 s_{BLK}$ waarbij $y_{BLK}$ het signaal van de blanco is en $s_{BLK}$ de standaarddeviatie van de blanco. De LOD-concentratie ($x_{LOD}$) wordt vervolgens afgeleid uit de ijklijn [10](#page=10). * **Bepalingslimiet of kwantificatielimiet (LOQ):** De laagste concentratie waarbij de concentratie betrouwbaar gekwantificeerd kan worden. Het signaal moet minimaal de blancowaarde plus tien maal de standaarddeviatie van de blanco zijn ($y_{LOQ} = y_{BLK} + 10 s_{BLK}$) [10](#page=10). #### 1.4.4 Selectiviteit (Specificiteit) Selectiviteit geeft aan in hoeverre een analyt bepaald kan worden zonder interferentie van andere componenten in de matrix. Een hoge selectiviteit is wenselijk, hoewel niet altijd haalbaar [10](#page=10). #### 1.4.5 Robuustheid Robuustheid is de ongevoeligheid van een methode voor kleine variaties in omstandigheden zoals temperatuur, reagentia, pH, analysewachttijd, of analist. Een robuuste methode ondervindt geen significante veranderingen in precisie en juistheid bij dergelijke kleine variaties [10](#page=10). ### 1.5 Lineaire regressie, correlatiecoëfficiënt, lineariteit en dynamisch bereik Een kalibratiecurve (standaardcurve) wordt gebruikt om onbekende concentraties te bepalen wanneer het meetsignaal lineair varieert met de concentratie. De curve wordt opgesteld door standaarden met bekende concentraties te analyseren en het meetsignaal uit te zetten tegen de concentratie [11](#page=11). Het lineaire verband tussen concentratie ($x$) en meetsignaal ($y$) wordt beschreven door de vergelijking: $$y = a \cdot x + b$$ De parameters $a$ (helling) en $b$ (intercept) worden vaak bepaald met de kleinste kwadratenmethode [11](#page=11). $$a = \frac{\sum_{i=1}^{n}(x_i - \overline{x})(y_i - \overline{y})}{\sum_{i=1}^{n}(x_i - \overline{x})^2}$$ $$\overline{y} = a \cdot \overline{x} + b \implies b = \overline{y} - a\overline{x}$$ * **Lineariteit:** De eigenschap dat er een lineair verband bestaat tussen de respons en de concentratie binnen de bepalingsgrenzen [11](#page=11). * **Dynamisch bereik:** Het meetgebied tussen de kwantificatielimiet (LOQ) en de concentratie waarbij de kalibratiecurve begint af te wijken van een rechte lijn (limit of linearity, LOL) [11](#page=11). De correlatiecoëfficiënt ($r$) geeft de kwaliteit van de kalibratiecurve aan, oftewel hoe goed de punten op één lijn liggen [12](#page=12). $$r = \frac{\sum_{i=1}^{n}(x_i - \overline{x})(y_i - \overline{y})}{\sqrt{\sum_{i=1}^{n}(x_i - \overline{x})^2 \sum_{i=1}^{n}(y_i - \overline{y})^2}}$$ Een correlatiecoëfficiënt van $r > 0.997$ wordt over het algemeen vereist voor nauwkeurig analytisch werk. Een hoge $r$ waarde (dicht bij 1) duidt op een sterke lineaire correlatie [12](#page=12). ### 1.6 Kalibratiemethoden Kalibratie bepaalt het verband tussen het analytisch signaal en de analytconcentratie, meestal met behulp van standaarden en correctie met een blanco [13](#page=13). #### 1.6.1 Externe standaardmethode Dit is een veelgebruikte methode waarbij standaarden met toenemende concentratie onafhankelijk van het staal worden gemeten [13](#page=13). * **Werkwijze:** * Bereid een reeks standaarden met oplopende concentraties [13](#page=13). * Meet de standaarden, bij voorkeur vlak voor de onbekende monsters [13](#page=13). * **Verwerking meetwaarden:** * Bepaal de lineaire trendlijn (meetsignaal vs. concentratie) binnen het lineaire gebied [13](#page=13). * Vul de meetwaarde van het staal in de trendlijn in om de concentratie te berekenen [13](#page=13). * Houd rekening met verdunningen en staalvoorbereiding [13](#page=13). De methode veronderstelt dat dezelfde hoeveelheid analyt hetzelfde signaal oplevert, wat niet altijd het geval is vanwege matrixeffecten [13](#page=13). #### 1.6.2 Standaardadditiemethode Hierbij wordt de standaardoplossing toegevoegd aan het te meten staal, wat nuttig is bij verwachte matrixeffecten [13](#page=13). * **Werkwijze:** * Bereid standaardoplossingen door eenzelfde hoeveelheid staal in maalkolven te nemen en daar een toenemende hoeveelheid analyt aan toe te voegen. Eén maatkolf bevat alleen het staal [13](#page=13). * Een alternatieve methode is het 'spiken' van één staal [13](#page=13). * **Verwerking meetwaarden:** * Zet de meetwaarden uit, waarbij de concentratie aan analyt op de x-as wordt gezet (zonder rekening te houden met de initiële hoeveelheid in het staal) [14](#page=14). * De concentratie in de verdunde staaloplossing wordt bepaald uit het snijpunt met de x-as (waar $y=0$) [14](#page=14). * Houd rekening met verdunningen bij de bereiding van standaarden en staalvoorbereiding [14](#page=14). #### 1.6.3 Interne standaardmethode Een interne standaard (IS) wordt toegevoegd aan elke standaard, blanco en elk staal. Dit is nuttig wanneer variaties in het meetproces kunnen optreden, zoals bij extractieopbrengsten of injectievolumes [14](#page=14). * **Voorwaarde:** De IS heeft vergelijkbare chemische eigenschappen als het analyt, maar kan afzonderlijk gemeten worden [15](#page=15). * **Verwerking meetwaarden:** * Bepaal de verhouding van het signaal van het analyt ten opzichte van het signaal van de IS voor zowel standaarden als de staaloplossingen [15](#page=15). * Stel de lineaire trendlijn op door deze verhoudingen uit te zetten tegen de concentratie van het analyt [15](#page=15). ### 1.7 Concentratie uitdrukkingen in oplossing #### 1.7.1 Molaire concentratie De hoeveelheid opgeloste stof wordt uitgedrukt als het aantal mol per volume-eenheid (mol/L) [15](#page=15). $$c = \frac{n}{V}$$ waarbij $n$ het aantal mol is en $V$ het volume. Het aantal mol kan berekend worden uit massa ($m$) en molaire massa ($MM$): $n = \frac{m}{MM}$. De dichtheid ($\rho$) relateert massa en volume: $\rho = \frac{m}{V}$ (bv. in g/cm$^3$, kg/L, g/mL) [15](#page=15). #### 1.7.2 Massaconcentratie De hoeveelheid opgeloste stof wordt uitgedrukt als het aantal gram per volume-eenheid (g/L, mg/L) [16](#page=16). $$c_m = \frac{m}{V}$$ #### 1.7.3 Fractionele concentraties Deze geven de fractie (deel) opgeloste stof in het gehele mengsel weer en kunnen worden uitgedrukt in procent (%), promille (‰), parts per million (ppm) of parts per billion (ppb) [16](#page=16). | Concentratie-uitdrukking | Eenheid | Percentage | Promille | ppm | ppb | | :----------------------- | :------ | :--------- | :------- | :------ | :------ | | Massafractie | m/m | % m/m | ‰ m/m | ppm m/m | ppb m/m | | Volumefractie | V/V | % V/V | ‰ V/V | ppm V/V | ppb V/V | | Massa/volumefractie | m/V | % m/V | ‰ m/V | ppm m/V | ppb m/V | Voor verdunde waterige oplossingen geldt dat 1 liter ongeveer gelijk is aan 1000 gram. Hierdoor zijn de volgende relaties bruikbaar [16](#page=16): * 1 ppm = 1 mg/L * 1 ppb = 1 µg/L --- # Chromatografische scheidingstechnieken Hier volgt een gedetailleerd studieoverzicht van chromatografische scheidingstechnieken, gebaseerd op de verstrekte documentatie (pagina's 20-64). ## 2 Chromatografische analysemethodes Chromatografie is een verzameling technieken die gebruikt worden om componenten in een mengsel te scheiden, identificeren en/of kwantificeren, gebaseerd op hun verdeling tussen een mobiele en een stationaire fase die zich relatief ten opzichte van elkaar bewegen. De term "chromatografie" (kleuren-schrijven) werd geïntroduceerd door Tswett, die hiermee gekleurde bladpigmenten scheidde [20](#page=20). ### 2.1 Principe van scheiding Elk chromatografiesysteem omvat een stationaire fase (vast of vloeibaar, geïmmobiliseerd) en een mobiele fase (vloeistof of gas) die langs de stationaire fase stroomt. Wanneer een mengsel wordt aangebracht, worden de componenten meegenomen door de mobiele fase. De snelheid waarmee ze migreren, hangt af van de interactie van elke component met zowel de stationaire als de mobiele fase. Componenten die sterker aan de stationaire fase binden, migreren trager. Dit verschil in migratiesnelheid leidt tot scheiding, waarbij de gescheiden componenten aan de kolomuitgang worden gedetecteerd, wat resulteert in een chromatogram [20](#page=20) [21](#page=21). ### 2.2 Algemene termen in de chromatografie * **Mobiele fase:** Vloeistof of gas dat door het systeem vloeit [21](#page=21). * **Stationaire fase:** Vast materiaal of vloeistof geïmmobiliseerd op een drager, waar de mobiele fase doorheen stroomt [21](#page=21). * **Ontwikkeling:** Het proces waarbij componenten met de mobiele fase door de stationaire fase bewegen [21](#page=21). * **Visualisatie of detectie:** Gebeurt nadat componenten gescheiden zijn [21](#page=21). * **Elutie:** Het proces waarbij een stof van de stationaire fase wordt afgewassen [21](#page=21). * **Elueren:** De mobiele fase [21](#page=21). * **Eluaat:** De oplossing die de kolom verlaat [21](#page=21). * **Retentie:** Het vasthouden/vertragen van een stof op de stationaire fase [21](#page=21). * **Retentietijd:** De tijd die een stof nodig heeft om te elueren [21](#page=21). * **Chromatogram:** Grafische weergave van de scheiding, met het detectorsignaal uitgezet tegen de tijd (#page=20, 21) [20](#page=20) [21](#page=21). ### 2.3 Indeling van chromatografische technieken Chromatografische technieken kunnen op verschillende criteria worden ingedeeld [22](#page=22). #### 2.3.1 Indeling op basis van de mobiele fase * **Gaschromatografie (GC):** De mobiele fase is een gas. Gebruikt voor vluchtige stoffen (#page=21, 22) [21](#page=21) [22](#page=22). * **Vloeistofchromatografie (LC):** De mobiele fase is een vloeistof. Gebruikt voor stoffen met een hoog kookpunt of die thermisch instabiel zijn (#page=21, 22) [21](#page=21) [22](#page=22). #### 2.3.2 Indeling op basis van de vorm van de stationaire fase * **Planaire chromatografie:** De stationaire fase is een vlakke laag (bv. dunne laag, papier) [22](#page=22). * **Kolomchromatografie:** De stationaire fase bevindt zich in een kolom (glas, staal, kunststof) [22](#page=22). #### 2.3.3 Indeling op basis van het scheidingsmechanisme * **Adsorptiechromatografie:** Scheiding gebaseerd op de adsorptie van componenten aan een vaste stationaire fase via intermoleculaire krachten. Polaire fasen zijn silicagel, aluminiumoxide; apolaire is actieve kool [22](#page=22). * **Partitie- of verdelingschromatografie:** Scheiding door verdeling van componenten tussen een vloeibare stationaire fase en een mobiele fase (vloeistof of gas). Stoffen die beter oplossen in de stationaire fase, worden langer weerhouden [22](#page=22). * **Ionenuitwisselingschromatografie (IEC):** Scheiding gebaseerd op de interactie van ioniseerbare groepen op de stationaire fase met ionen in de mobiele fase (#page=22, 57) [22](#page=22) [57](#page=57). * **Exclusiechromatografie:** Scheiding op basis van molecuulgrootte en/of vorm of lading, via exclusie uit de poriën van de stationaire fase (bv. size exclusion, gelfiltratie) [23](#page=23). * **Affiniteitschromatografie:** Scheiding gebaseerd op de unieke biologische specificiteit van een analyt voor een ligand (bv. immunoaffiniteitschromatografie) [23](#page=23). ### 2.4 Papierchromatografie Dit is de eenvoudigste chromatografievorm, waarbij de scheiding plaatsvindt op filtreerpapier, dat cellulosevezels bevat die water vasthouden en als stationaire fase dienen. Het eluens is een vloeistof die slecht mengbaar is met water, waardoor het een vorm van vloeistof-vloeistofchromatografie is. De scheiding berust op de verdeling van componenten tussen het gebonden water en het eluens. Het is voornamelijk geschikt voor kwalitatieve analyse en wordt zelden nog toegepast [23](#page=23) [24](#page=24). ### 2.5 Dunnelaagchromatografie (TLC) TLC is vergelijkbaar met papierchromatografie, maar gebruikt een dunne laag van een adsorberende stof (vaak silicagel) op een plaat als stationaire fase. De mobiele fase is een vloeistof (solvent, eluens) [24](#page=24). #### 2.5.1 Principe en uitvoering Na het aanbrengen van het monster (spotten) op de plaat, wordt deze in een afgesloten ontwikkelkamer geplaatst met het eluens. Door capillaire krachten migreert het eluens, waarbij scheiding optreedt op basis van interactie met de stationaire en mobiele fase. Na ontwikkeling wordt de plaat gedroogd en geëvalueerd [24](#page=24). #### 2.5.2 High Performance Dunnelaagchromatografie (HPTLC) HPTLC gebruikt kleinere, uniformere deeltjes voor de stationaire fase, wat leidt tot lagere detectielimieten, betere efficiëntie en snellere analyses (#page=24, 25) [24](#page=24) [25](#page=25). #### 2.5.3 Spotten - opbrengen van het staal Stalen of standaarden worden op de TLC-plaat aangebracht, bij voorkeur als kleine, smalle spots om betere scheiding te verkrijgen. Dit kan manueel met een capillair of micropipet, of geautomatiseerd voor kwantitatieve bepalingen [25](#page=25). #### 2.5.4 Basiscomponenten van het chromatografisch systeem * **Stationaire fasen:** * **Adsorbentia (vaste fasen):** Silicagel (SiO2) is het meest gebruikte polaire adsorbens met zure eigenschappen door SiOH-groepen. De activiteit wordt beïnvloed door het vochtgehalte; drogen verhoogt de activiteit. Voor polaire stationaire fasen wordt een minder polaire mobiele fase gebruikt (normale fase, NP) [26](#page=26). * **Chemisch gebonden stationaire fasen:** Apoline fasen worden verkregen door het koppelen van C8- of C18-koolwaterstoffen aan silica. Deze worden gecombineerd met een polaire mobiele fase (omgekeerde fase, RP) [26](#page=26). * **HPTLC:** Gebruikt kleinere deeltjes dan klassieke TLC, wat leidt tot betere prestaties [27](#page=27). * **De mobiele fase:** De keuze van de mobiele fase is cruciaal en kan worden aangepast om de scheiding te optimaliseren. De fase moet de componenten kunnen verplaatsen, vluchtig zijn voor detectie, en verschillende migratiesnelheden voor de componenten mogelijk maken. Vaak worden mengsels van solventen gebruikt om de gewenste polariteit te bereiken [27](#page=27). * **De ontwikkelkamer:** Een afgesloten kamer die verzadigd is met de mobiele fase om verdamping vanaf de plaat te voorkomen. De plaat wordt zo geplaatst dat de spots onder het solventniveau blijven [27](#page=27) [28](#page=28). #### 2.5.5 Detectie * **Kwalitatief:** * **Visueel:** Voor gekleurde componenten [28](#page=28). * **UV-lamp:** Voor UV-absorberende componenten op TLC-platen met een fluorescentie-indicator; UV-absorberende stoffen doven de fluorescentie [28](#page=28). * **Chemische reacties:** Sproei- of dip-technieken om kleurloze componenten zichtbaar te maken [28](#page=28). * **Kwantitatief:** * **Rf-waarde (retentiefactor):** De verhouding van de afgelegde afstand door de component tot de afgelegde afstand door de loopvloeistof. Waarden liggen tussen 0 en 1 en zijn karakteristiek voor een specifiek TLC-systeem [28](#page=28). $$R_f = \frac{\text{afstand afgelegd door de component}}{\text{afstand afgelegd door de loopvloeistof}}$$ [28](#page=28). * **Densitometrie/TLC scanner:** De oppervlakte onder de densitometrische pieken wordt gebruikt voor kwantificatie, in vergelijking met standaarden [30](#page=30). #### 2.5.6 Voor- en nadelen van dunnelaagchromatografie * **Voordelen:** Snel, meerdere stalen tegelijk mogelijk, weinig solventgebruik, goede precisie, juistheid en gevoeligheid (vooral met HPTLC) [31](#page=31). * **Nadelen:** Minder scheidende componenten per analyse dan bij HPLC [31](#page=31). ### 2.6 Chromatografische begrippen #### 2.6.1 De verdelingscoëfficiënt ($K_D$) Beschrijft de verdeling van een stof tussen de mobiele en stationaire fase. Het is de verhouding van de concentratie in de stationaire fase tot de concentratie in de mobiele fase. Een groter verschil in $K_D$ tussen componenten leidt tot betere scheiding [32](#page=32). $$K_D = \frac{C_s}{C_m}$$ waarbij $C_s$ de concentratie in de stationaire fase en $C_m$ de concentratie in de mobiele fase is [32](#page=32). #### 2.6.2 De retentietijd ($t_R$) De tijd die een component nodig heeft om de kolom te doorlopen. Het is de som van de dode tijd ($t_m$, tijd in de mobiele fase) en de gecorrigeerde retentietijd ($t'_R$, tijd in de stationaire fase) [33](#page=33). $$t_R = t'_R + t_m$$ [33](#page=33). #### 2.6.3 Resolutie ($R_s$) Een maat voor de scheidingskwaliteit, die aangeeft hoe goed twee pieken gescheiden zijn (#page=33, 34). Het is afhankelijk van het verschil in retentietijd en de piekbreedte (#page=33, 34) [33](#page=33) [34](#page=34). $$R_s = \frac{2(t_{R2} - t_{R1})}{w_1 + w_2}$$ waarbij $t_{R1}$ en $t_{R2}$ de retentietijden zijn en $w_1$ en $w_2$ de piekbreedtes op de basislijn. De resolutie wordt beïnvloed door de retentiefactor ($k'$), selectiviteit ($\alpha$) en de efficiëntie van de kolom ($N$) [34](#page=34). #### 2.6.4 Retentiefactor (of capaciteitsfactor, $k'$) De verhouding van de tijd die een component in de stationaire fase doorbrengt tot de tijd in de mobiele fase. Het is een dimensieloze parameter die onafhankelijk is van de kolomlengte en de flowsnelheid, en een betere maat is voor retentie dan $t_R$ [35](#page=35). $$k' = \frac{t'_R}{t_m} = \frac{t_R - t_m}{t_m}$$ [35](#page=35). Ideale waarden liggen tussen 2 en 10. De retentiefactor kan worden beïnvloed door de kolomtemperatuur (GC) of de samenstelling van de mobiele fase (HPLC) [35](#page=35). #### 2.6.5 Selectiviteit ($\alpha$) De relatieve retentie van twee verbindingen, gedefinieerd als de verhouding van hun gecorrigeerde retentietijden. Het geeft aan hoe goed de piekmaxima gescheiden zijn [35](#page=35). $$\alpha = \frac{t'_{R2}}{t'_{R1}} = \frac{K_{D2}}{K_{D1}}$$ waarbij $t'_{R2} > t'_{R1}$. Een $\alpha$ verder van 1 betekent betere scheiding. De selectiviteit kan worden beïnvloed door de samenstelling van de mobiele fase, de stationaire fase en de temperatuur [35](#page=35) [36](#page=36). #### 2.6.6 Bandverbreding - piekverbreding Componenten verlaten de kolom als banden die leiden tot pieken in het chromatogram, idealiter Gauss-curves. Piekverbreding kan worden veroorzaakt door [36](#page=36): * **Eddy-diffusie:** Niet elk deeltje legt dezelfde afstand af binnen de kolom (#page=36, 37) [36](#page=36) [37](#page=37). * **Longitudinale diffusie:** Moleculen verspreiden zich van een hoge concentratie naar een lage concentratie door willekeurige beweging. Dit is belangrijker in gassen door de grotere afstand tussen moleculen [37](#page=37). * **Massatransfer:** Tijd die nodig is voor het instellen van het evenwicht tussen mobiele en stationaire fase. Een hogere stroomsnelheid van de mobiele fase geeft minder tijd voor evenwichtsinzetting en leidt tot verbreding [37](#page=37). De chromatografische efficiëntie wordt uitgedrukt als het aantal theoretische platen ($N$) [37](#page=37). $$N = 16 \left( \frac{t_R}{w} \right)^2$$ waarbij $w$ de piekbreedte op de basislijn is. Een theoretische plaat is een zone waar een evenwicht is ingesteld tussen de concentraties in de mobiele en stationaire fase [37](#page=37). De plaathoogte (HETP - Height Equivalent of a Theoretical Plate) is de kolomlengte gedeeld door $N$. Een lagere HETP duidt op een hogere scheidingskwaliteit [38](#page=38). $$HETP = \frac{L}{N}$$ waarbij $L$ de lengte van de kolom is [38](#page=38). ### 2.7 Gaschromatografie (GC) GC wordt gebruikt voor het scheiden van vluchtige stoffen (#page=21, 38) [21](#page=21) [38](#page=38). #### 2.7.1 Principe Twee types: gas-vast (GSC) en gas-vloeistof (GLC). GLC is het meest courant, met een vloeibare stationaire fase op een drager en een inert gas als mobiele fase. Componenten worden gescheiden op basis van hun vluchtigheid en interactie met de stationaire fase. GC is snel, biedt hoge resolutie en gevoeligheid (tot 1 ppm met FID) [38](#page=38) [39](#page=39). #### 2.7.2 Onderdelen van de gaschromatograaf * **Draaggas:** Inert, zuiver gas (He, H2, N2, Ar) dat de monstercomponenten transporteert [39](#page=39). * **Injectiepoort:** Waar het monster in dampvorm op de kolom wordt gebracht, ideaal als een smal bandje (#page=39, 40) [39](#page=39) [40](#page=40). * **Split/splitless injector:** Meest gebruikt, kan in split- of splitless-modus werken. Split-injectie verdunt het monster, wat resulteert in een smal bandje. Splitless-injectie laadt de volledige kolom, vaak gecombineerd met een lage initiële kolomtemperatuur om reconcentratie te bevorderen [40](#page=40) [41](#page=41). * **PTV (Programmed Temperature Vaporization) injector:** Voor injectie van grote volumes, met snelle temperatuurwisselingen voor reconcentratie [41](#page=41). * **(Cool-)On-column injectie:** Directe injectie in de kolom bij lagere temperaturen, gebruikt voor zeer kleine hoeveelheden hoogkokende componenten [41](#page=41). * **Head space analyse:** Analyse van vluchtige stoffen boven een vloeibaar of vast monster; het gasmengsel boven het monster wordt geïnjecteerd [42](#page=42). * **Kolom:** * **Gepakte kolom:** Gevuld met inerte vaste fase met daarop een stationaire vloeistof. Typische lengte 1,5-10m, diameter 2-4mm [43](#page=43). * **Capillaire kolom:** Stationaire fase op de wand van de kolom; interne diameter enkele tienden van mm, lengte 10-100m. Hoger scheidend vermogen maar lagere staalcapaciteit [43](#page=43). De keuze van de stationaire fase hangt af van de polariteit van de componenten: polaire componenten op polaire fasen, apolaire op apolaire. De film*dikte* van de stationaire fase en de kolom*diameter* beïnvloeden de scheiding en capaciteit [43](#page=43) [44](#page=44). * **Kolomoven:** Regelt de temperatuur van de kolom, kan isotherm of met temperatuurprogrammering zijn [45](#page=45). * **Detector:** Registreert de gassamenstelling aan de kolomuitgang en zet deze om in een elektrisch signaal [46](#page=46). * **FID (Vlamionisatiedetector):** Zeer gevoelig voor organische componenten, meet de ionisatie door verbranding [46](#page=46). * **TCD (Thermische geleidbaarheidsdetector/Katharometer):** Universele detector, meet de thermische geleidbaarheid van het gasmengsel [47](#page=47). * **ECD (Elektron capture detector):** Zeer gevoelig voor elektronegatieve stoffen (bv. halogenen) [47](#page=47). #### 2.7.3 Kwantitatieve analyses in GC * **Identificatie:** Gebaseerd op de retentietijd door vergelijking met standaarden [47](#page=47). * **Kwantificatie:** Gebaseerd op piekhoogte of piekoppervlakte, die evenredig zijn met de concentratie [48](#page=48). * **Externe standaard methode:** Vergelijking van piekoppervlakten/hoogtes met die van standaardoplossingen [48](#page=48). * **Interne standaard methode:** Toevoegen van een standaard die aan specifieke eisen voldoet, om toestel- en procedurefouten te elimineren. De verhouding van de piek van het analyt tot die van de interne standaard wordt gebruikt [49](#page=49). ### 2.8 Vloeistofchromatografie (LC) LC scheidt ionen of moleculen opgelost in een vloeistof [50](#page=50). #### 2.8.1 Types LC * **Liquid-solid chromatography (LSC):** Vloeistof-vast, adsorptiechromatografie (bv. TLC) [50](#page=50). * **Normale fase (NP):** Polaire stationaire fase, apolaire mobiele fase [50](#page=50). * **Omgekeerde fase (RP):** Apoline stationaire fase, polaire mobiele fase [50](#page=50). * **Liquid-liquid chromatography (LLC):** Vloeistof-vloeistof, verdelingschromatografie (bv. papierchromatografie) [50](#page=50). * **Ionenchromatografie (IC):** Scheiding op basis van lading op geïoniseerde stationaire fasen [50](#page=50). #### 2.8.2 HPLC (High Performance Liquid Chromatography) HPLC gebruikt hoge druk (tot 200 bar) om de mobiele fase door een gepakte kolom te persen. Dit resulteert in een hoge resolutie en redelijk korte analyseduur [50](#page=50). #### 2.9 HPLC instrumentatie Omvat vloeistofreservoirs, ontgasser, hogedrukpomp, pre-kolom, injector, kolom en detector. Alle componenten die in contact komen met de mobiele fase moeten inert zijn (bv. roestvrij staal, teflon, PEEK). Het minimaliseren van 'dood volume' (niet-bezette volumes) is cruciaal voor efficiëntie [51](#page=51). #### 2.9.1 Mobiele fase in HPLC De mobiele fase speelt een actieve rol in het scheidingsproces en de selectiviteit kan worden aangepast door de samenstelling te wijzigen. De keuze hangt af van de stationaire fase en de aard van de componenten. Mengsels van solventen worden gebruikt om de elutieversterkte in te stellen [51](#page=51) [52](#page=52). * **Isocratische elutie:** Constante samenstelling van de mobiele fase [52](#page=52). * **Gradiënt elutie:** Langzame verandering van de samenstelling van de mobiele fase om alle componenten te elueren [52](#page=52). De 'solventsterkte' geeft aan hoe goed een solvent interacties kan verbreken en analieten elueren [52](#page=52). #### 2.9.2 Stationaire fase in HPLC * **Normale fase (NP-HPLC):** Meestal polaire stationaire fase (bv. silica, cyano, amino) met een apolaire mobiele fase (bv. hexaan). Geschikt voor sterk hydrofobe componenten [52](#page=52). * **Omgekeerde fase (RP-HPLC):** Meest courante vorm, met apolaire stationaire fasen (bv. silica met C8 of C18 ketens) en een polaire mobiele fase (bv. water met methanol of acetonitril) (#page=52, 53) [52](#page=52) [53](#page=53). #### 2.9.3 Injectiesysteem in HPLC Maakt gebruik van een injectieklep met een lusvolume om een vaste hoeveelheid monster op de kolom te brengen [53](#page=53). #### 2.9.4 Kolommen in HPLC Meestal vervaardigd uit roestvrij staal, met chemisch gebonden apolaire fasen (Si-R, met R=C2, C8, C18) voor reversed phase chromatografie [53](#page=53). #### 2.9.5 Leidingen (tubings) en fittings Verbinden de componenten van het systeem met kleine interne diameters (0.25 mm) om extra-kolom volume te minimaliseren. Materialen zijn inert staal of PEEK [54](#page=54). #### 2.9.6 Pompen in HPLC Meestal pistonpompen die een gelijkmatige flow genereren. Ze moeten in staat zijn de samenstelling van de mobiele fase te mengen voor gradiënt elutie [55](#page=55). #### 2.9.7 Detectoren voor HPLC Meten continu een eigenschap van de doorstromende vloeistof [55](#page=55). * **UV-absorptie detector:** Detecteert stoffen die UV-licht absorberen (180-350nm) [56](#page=56). * **UV-photodiode-array detector (PAD):** Meet het gehele UV-spectrum simultaan [56](#page=56). * **Fluorescentiedetector:** Detecteert stoffen die fluoresceren [56](#page=56). * **Conductometrische detector:** Meet de geleidbaarheid van de mobiele fase, gevoelig voor geïoniseerde componenten [56](#page=56). * **Massaspectrometrie (MS):** Scheidt en bepaalt ionen op basis van hun massa-lading verhouding (m/z) [56](#page=56). #### 2.9.8 Praktische elementen bij HPLC * Gebruik zuivere, gefilterde en ontgaste solventen [57](#page=57). * Gebruik een guard column ter bescherming van de analytische kolom [57](#page=57). * Spoel het systeem na gebruik van zouten [57](#page=57). * Onderhoud RP- en silica-kolommen zorgvuldig (bv. vermijd extreme pH, puur water voor RP-kolommen) [57](#page=57). ### 2.10 Ionenuitwisselingschromatografie (IEC) IEC scheidt ionen op basis van hun lading via een stationaire fase met ioniseerbare groepen (ionenwisselaar) [57](#page=57). #### 2.10.1 Principe en werking Synthetische ionenwisselaars zijn polymeren met ioniseerbare groepen die, geneutraliseerd door tegenionen, een netwerk vormen [58](#page=58). * **Kationenuitwisselaars:** Hebben negatieve groepen en wisselen positieve ionen uit (bv. sulfonzuurgroepen -SO3⁻H⁺) [58](#page=58). * **Anionenuitwisselaars:** Hebben positieve groepen en wisselen negatieve ionen uit (bv. kwatternaire ammoniumbasen) [59](#page=59). #### 2.10.2 Selectiviteit van ionenwisselaars De selectiviteit ($K_{AB}$) is de evenwichtsconstante voor de uitwisseling tussen twee ionen. De affiniteit hangt af van de lading, grootte van het gehydrateerde ion, concentratie en aard van het hars (#page=60, 61) [60](#page=60) [61](#page=61). * Hogere lading van het ion leidt tot sterkere binding [60](#page=60). * Bij gelijke lading bindt een kleiner gehydrateerd ion sterker [60](#page=60). * De selectiviteit is concentratieafhankelijk en kan veranderen bij hogere concentraties [61](#page=61). * Harsen met meer kruisverbindingen zijn selectiever voor ionen met verschillende grootte [62](#page=62). #### 2.10.3 Capaciteit van de ionenwisselaar De totale capaciteit is het aantal ionactieve groepen per gewichtseenheid, meestal uitgedrukt in meq/g. De capaciteit van zwak zure en zwak basische wisselaars is pH-afhankelijk [63](#page=63). #### 2.10.4 Mobiele fase in IEC Meestal een waterige buffer; de pH en ionische sterkte bepalen de retentietijd. Bij gradiënt elutie wordt de pH of ionische sterkte aangepast [63](#page=63). #### 2.10.5 Detector in IEC Meestal een conductometrische detector die de geleidbaarheid van de mobiele fase meet. Een ion-onderdrukkingskolom wordt vaak gebruikt om de achtergrondgeleidbaarheid van de mobiele fase te verminderen [64](#page=64). --- # Massaspectrometrie Massaspectrometrie (MS) is een analytische techniek waarbij moleculen worden geïoniseerd en gefra gmenteerd, waarna de resulterende ionen worden gescheiden op basis van hun massa-lading (m/z) verhouding, om uiteindelijk een massaspectrum te genereren voor identificatie en structuuranalyse [65](#page=65). ### 3.1 Principe Het basisprincipe van massaspectrometrie is het genereren van ionen uit de te analyseren moleculen. Dit gebeurt typisch door het verwijderen van een elektron uit een molecuul (M), resulterend in een positief geladen moleculair ion (M.+). $$M: \rightarrow M.^+ + e^-$$ Het moleculair ion bezit twee cruciale eigenschappen voor MS: de massa (m) en de lading (z). De massaspectrometer meet de verhouding m/z. Bij een lading (z) van 1 is de m/z-verhouding gelijk aan de massa van het ion. De gevormde ionen zijn doorgaans instabiel en ondergaan fragmentatie, wat leidt tot een verzameling van verschillende ionen. De relatieve abundantie van elk ion wordt weergegeven in het massaspectrum, dat karakteristiek is voor een specifieke component [65](#page=65). Het massaspectrum wordt vaak weergegeven als een staafdiagram, waarbij de meest intense piek, de basispiek genoemd, overeenkomt met 100%. De piek met de hoogste m/z-waarde in het spectrum is doorgaans afkomstig van het moleculair ion [66](#page=66). > **Voorbeeld:** Het massaspectrum van methanol toont ionen op m/z 32 (moleculair ion, 70%), m/z 31 (basispiek, 100%), m/z 29 (60%) en m/z 15 (20%) [66](#page=66). ### 3.2 De massaspectrometer Een massaspectrometer bestaat uit verschillende functionele eenheden: een inlaatsysteem, een ionisatiebron, een massa-analysator, een detector en een registratiesysteem. Het monster wordt via het inlaatsysteem, waar het verdampt wordt, in de massaspectrometer gebracht. De ionisatiebron zet de moleculen om in ionen, waarna de massa-analysator de ionen scheidt op basis van hun m/z-verhouding. De gedetecteerde ionen worden vervolgens geregistreerd. Het gehele systeem opereert onder vacuüm om interferentie van luchtmoleculen te minimaliseren [66](#page=66). #### 3.2.1 Principe van een Electron Impact (EI) bron en Magnetische Analysator In een typische opstelling met een "elektron impact" (EI) ionenbron en een magnetische analysator, wordt het monster in gasvorm gebombardeerd met elektronen met hoge energie (meestal 70 eV) afkomstig van een verhit filament (#page=66, 67). Deze elektronenbundel staat loodrecht op de monsterinlaat. De botsing tussen de elektronen en monstermoleculen leidt tot excitatie, fragmentatie en ionisatie [66](#page=66) [67](#page=67). De gevormde positieve ionen worden vervolgens versneld in een elektrisch veld en komen in de massa-analysator terecht. In een magnetische analysator worden de ionen afgebogen door een magnetisch veld. De mate van afbuiging is afhankelijk van de m/z-verhouding, de snelheid van de ionen en de sterkte van het magnetisch veld. Door variatie van het elektrische of magnetische veld kunnen ionen met verschillende m/z-verhoudingen de detector bereiken. De detector, vaak een elektronenmultiplier, zet de detectie van ionen om in een elektrisch signaal [67](#page=67). > **Tip:** Het gehele massaspectrometerapparaat werkt onder vacuüm om botsingen met luchtmoleculen te voorkomen en de ionenbaan te garanderen [66](#page=66). #### 3.2.2 Ionisatiesystemen Naast Elektron Impact (EI) zijn er diverse andere ionisatiemethoden beschikbaar, waaronder Chemische Ionisatie (CI), MALDI en atmosferische druk ionisatietechnieken (#page=67, 68) [67](#page=67) [68](#page=68). * **Elektron Impact (EI):** Dit is de meest toegepaste ionisatiemethode bij GC-MS, omdat het doorgaans zowel het moleculair ion als fragmentionen genereert. Nadelen kunnen zijn dat spectra van isomeren moeilijk te onderscheiden zijn en dat de fragmentatie te intens kan zijn voor sommige verbindingen [68](#page=68). * **Chemische Ioni satie (CI):** CI is een "zachtere" ionisatiemethode die leidt tot minder fragmentatie en een hogere kans op de vorming van (pseudo-)moleculaire ionen. De ionisatie vindt plaats via reacties tussen geïoniseerde reagentia (zoals methaan, isobutaan of ammoniak) en de analyten [68](#page=68). * **Atmospheric Pressure Chemical Ionisation (APCI):** APCI is een zachte en robuuste ionisatietechniek voor analyten met lage tot gemiddelde polariteit en die vluchtig en thermisch stabiel zijn. De ionisatie vindt plaats onder atmosferische druk, wat resulteert in een veel hogere ionisatie-efficiëntie dan bij EI. Het proces omvat het vernevelen van het monster in een hete buis, gevolgd door een corona-ontlading die de analyten ioniseert [68](#page=68). * **Electrospray Ionisation (ESI):** ESI is een zeer zachte ionisatietechniek die plaatsvindt bij atmosferische druk en uitermate geschikt is voor het ioniseren van polaire verbindingen, inclusief grote biomoleculen zoals proteïnes. De analyten komen in oplossing de bron binnen via een hooggespannen naald, waarbij een nevel van geladen druppels wordt gevormd. Door verdamping van het oplosmiddel neemt de ladingsdichtheid toe, wat leidt tot uiteenspatten van de druppels en uiteindelijk tot de emissie van gasfase-ionen. ESI maakt meervoudige lading van macromoleculen mogelijk, waardoor deze meetbaar worden [69](#page=69). #### 3.2.3 Massa Analyse De massa-analysator is het kerndeel van een massaspectrometer. Veelgebruikte types zijn de kwadrupool-analysator, de magnetische analysator (vaak in combinatie met een elektrostatische analysator), de ionenvangst (ion trap) analysator en de TOF (Time of Flight) analysator [70](#page=70). * **Kwadrupool Massa-analysator:** Dit type analysator maakt gebruik van vier parallelle staven waartussen een wisselende spanning wordt aangelegd. De ionen volgen een oscillerende baan tussen de staven. Alleen ionen met een specifieke m/z-verhouding bereiken het einde van de staven bij een bepaalde spanning; andere ionen worden gevangen. Door de spanning continu te variëren (massa scanning), kunnen ionen van verschillende massa's opeenvolgend worden gedetecteerd. Dit principe wordt gebruikt in een quadrupool massa filter [70](#page=70). * **Ionenvangst Analysator:** De ionenvangstanalyzer is een compacte massafilter die lijkt op een kwadrupool. Ionen worden opgeslagen in een geëvacueerde holte met behulp van elektrische velden en kunnen vervolgens selectief worden uitgestoten op basis van hun moleculaire massa (#page=70, 71) [70](#page=70) [71](#page=71). * **Time of Flight (TOF) Analysator:** Bij de TOF-analysator worden ionen door een elektrisch veld versneld, waarbij ionen met dezelfde lading dezelfde kinetische energie ($E_k = \frac{1}{2}mv^2$) krijgen. De snelheid van de ionen hangt af van hun massa; lichtere deeltjes bewegen sneller dan zwaardere. Het verschil in aankomsttijd bij de detector is gecorreleerd aan de m/z-verhouding. TOF-analysatoren worden vaak gecombineerd met MALDI-ionisatie, waarbij hoofdzakelijk éénwaardige ionen worden gevormd, waardoor de massa direct uit het spectrum kan worden afgelezen. Dit type analysator wordt veel toegepast voor de detectie van biopolymeren [71](#page=71). #### 3.2.4 Het scheidend vermogen of resolutie De resolutie (R) van een massaspectrometer geeft aan hoe goed twee ionen met een verschillende m/z-waarde van elkaar gescheiden kunnen worden en wordt gedefinieerd als $R = \frac{m}{\Delta m}$, waarbij $m$ de gemeten massa is en $\Delta m$ het meetbare verschil in massa [71](#page=71). > **Tip:** Hoge resolutie is cruciaal voor het onderscheiden van moleculen met vergelijkbare massa's, zoals isotopen of isomeren [71](#page=71). Hoge resolutie massaspectrometrie (HRMS) meet de massa op 4 of 5 decimalen, terwijl lage resolutie MS (LRMS) de massa bepaalt tot op het dichtstbijzijnde gehele getal. Een kwadrupool-massafilter biedt doorgaans een lage resolutie, terwijl een magnetische sectoranalysator een zeer hoge resolutie kan bereiken [71](#page=71). > **Voorbeeld:** Twee stoffen met een massa van 32, waarbij de ene een accurate massa heeft van 32.0263 en de andere van 31.9898, kunnen alleen met hoge resolutie van elkaar worden onderscheiden [71](#page=71). --- # Elektroforetische technieken Elektroforese is een scheidingsmethode gebaseerd op de beweging van ionen in een elektrisch veld, resulterend in een elektroferogram [72](#page=72). ### 4.1 Inleiding tot elektroforese Elektroforese maakt gebruik van de beweging van geladen deeltjes onder invloed van een elektrisch veld om scheiding te bewerkstelligen. Anionen migreren naar de anode (positieve pool) en kationen naar de kathode (negatieve pool) met een constante migratiesnelheid [72](#page=72). #### 4.1.1 Elektroforetische mobiliteit De snelheid waarmee een ion in een elektrisch veld beweegt, wordt bepaald door de elektroforetische mobiliteit ($\mu_{EF}$) [73](#page=73). De relatie is: $v = \mu_{EF} E$ [73](#page=73). Waarbij: * $v$: snelheid [73](#page=73). * $\mu_{EF}$: elektroforetische mobiliteit [73](#page=73). * $E$: veldsterkte (V/cm) [73](#page=73). De elektroforetische mobiliteit zelf kan worden uitgedrukt als: $\mu_{EF} = \frac{q}{6\pi\eta r}$ [73](#page=73). Waarbij: * $q$: lading van het ion [73](#page=73). * $\eta$: viscositeit van het milieu [73](#page=73). * $r$: straal van het deeltje [73](#page=73). Dit toont aan dat $\mu_{EF}$ afhangt van de kenmerken van het ion ($q$ en $r$) en van het medium waarin de beweging plaatsvindt ($\eta$). Verschillende ionen zullen daardoor verschillende migratiesnelheden vertonen in hetzelfde medium, wat scheiding mogelijk maakt [73](#page=73). Scheiding is effectiever bij: * Toenemende analyse tijd [73](#page=73). * Hogere gebruikte veldsterkte ($E_{veld}$) [73](#page=73). * Een groter verschil in de verhouding $q/r$ tussen de ionen [73](#page=73). #### 4.1.2 Invloed van pH en iso-elektrisch punt De pH heeft een significante invloed op de migratiesnelheid van amfolieten, dit zijn verbindingen die zowel zure als basische eigenschappen bezitten, zoals aminozuren, peptiden en proteïnen. Aminozuren hebben minimaal een basische aminogroep (-NH₂) met een pK-waarde rond 9-9.5 en een zure carboxylgroep (-COOH) met een pK-waarde rond 2.0-2.5. Afhankelijk van de pH kunnen deze groepen al dan niet geladen zijn via protonering of deprotonering [73](#page=73). * Carboxylgroep: $-COOH \rightleftharpoons -COO^- + H^+$ [73](#page=73). * Aminogroep: $RNH_2 + H^+ \rightleftharpoons RNH_3^+$ [73](#page=73). Bij een specifieke pH, het iso-elektrisch punt (pI), komt een aminozuur voornamelijk voor als zwitterion, waarbij de positieve en negatieve ladingen elkaar compenseren. Bij deze pH is de netto lading van het molecuul vrijwel nul, wat resulteert in een mobiliteit van ongeveer nul. Het iso-elektrisch punt kan berekend worden als het gemiddelde van de pK-waarden van de ioniseerbare groepen [73](#page=73): $pI = \frac{pK_1 + pK_2}{2}$ [73](#page=73). Experimenteel wordt het iso-elektrisch punt gedefinieerd als de pH waarbij een proteïne niet migreert in een elektrisch veld [74](#page=74). * Bij een pH hoger dan pI heeft de amfoliet een anionisch karakter en migreert naar de anode [74](#page=74). * Bij een pH lager dan pI heeft de amfoliet een kationisch karakter en migreert naar de kathode [74](#page=74). De mobiliteit wordt verder beïnvloed door de lading ($q$) en de afmetingen (straal $r$) van het ion; hogere lading en kleinere afmetingen leiden tot sterkere aantrekking tot de tegenovergestelde elektrode [74](#page=74). #### 4.1.3 Overgang naar capillaire elektroforese Klassieke elektroforese in vlakke poreuze gels is vaak tijdrovend, inefficiënt en niet te automatiseren. Capillaire elektroforese biedt daarentegen snelle en efficiënte scheidingen [74](#page=74). ### 4.2 Capillaire (zone)elektroforese (CE) Capillaire elektroforese (CE) wordt uitgevoerd in capillairen met interne diameters van 25 tot 100 µm, meestal gemaakt van kwarts (fused silica). Deze capillairen kunnen naakt, gecoat of gevuld met een gel worden gebruikt. Er worden zeer hoge potentiaalvelden toegepast, tot 30 kV [74](#page=74). Een standaard CE-opstelling bestaat uit een capillair waarvan de uiteinden in twee reservoirs met bufferoplossing zijn geplaatst, elk met een elektrode. Een spanningsbron zorgt voor een groot potentiaalverschil tussen de elektroden. Aan het einde van het capillair bevindt zich een detector voor on-line detectie van gepasseerde componenten [74](#page=74). > **Tip:** CE wordt niet alleen in de biochemie, maar ook in de farmaceutische analyse veelvuldig toegepast en wordt beschouwd als een belangrijk alternatief voor omgekeerde-fase (RP) scheidingen, mede door de mogelijkheid van on-line detectie [75](#page=75). Het resultaat, het elektroferogram, lijkt sterk op een chromatogram [75](#page=75). #### 4.2.1 Voordelen van CE * Zeer goede scheidingen mogelijk (tot 30 miljoen theoretische platen per meter) [75](#page=75). * Snelle analyse (5 tot 30 minuten) [75](#page=75). * Vereist geen grote hoeveelheden dure of toxische solventen, maar voornamelijk waterige buffers [75](#page=75). * Slechts nanoliters van het monster zijn nodig. Dit is zowel een voordeel (weinig monster nodig) als een nadeel wat betreft gevoeligheid in concentratietermen [75](#page=75). #### 4.2.2 Uitvoeringsmethoden in CE Er zijn vier hoofduitvoeringsmethoden te onderscheiden: ##### 4.2.2.1 Capillaire zone-elektroforese (CZE) In CZE bepaalt naast het elektroforetische effect (EF) ook het elektro-osmotische effect (EOF) de mobiliteit. Het EOF is gerelateerd aan de structuur van het capillairmateriaal, zoals kwarts met SiO-groepen. Deze silanolgroepen zijn zuur en ioniseren boven pH 3, waardoor het oppervlak van een naakt capillair een negatieve lading krijgt [75](#page=75) [76](#page=76). Positieve ionen uit de buffer vormen een dubbellaag: een niet-mobiele laag met niet-gehydrateerde kationen en een mobiele laag met gehydrateerde kationen. Bij het aanleggen van een hoogspanning bewegen de vrije kationen naar de negatieve elektrode, waarbij de bulk van de oplossing wordt meegesleept. Dit fenomeen wordt het elektro-osmotisch effect genoemd en verklaart waarom ook neutrale bestanddelen bewegen onder invloed van het elektrische veld. De potentiaal geassocieerd met dit effect wordt de stromingspotentiaal genoemd [76](#page=76). > **Tip:** De grootte van de EOF wordt beïnvloed door bufferconcentratie, viscositeit en pH. De EOF kan worden gewijzigd door modificatie van de capillairwand [76](#page=76). Een belangrijk voordeel van de EOF is dat alle deeltjes, ongeacht hun lading, in één richting bewegen. Onder normale omstandigheden (negatieve capillairwand) beweegt de EOF naar de kathode [76](#page=76). * **Kationen:** Migreren het snelst omdat zowel de elektroforetische flow als de EOF dezelfde richting op wijzen (naar de kathode) [76](#page=76). * **Niet-geladen deeltjes:** Bewegen met de snelheid van de EOF en kunnen onderling niet gescheiden worden [76](#page=76). * **Anionen:** Bereiken de detector het laatst. Zij worden door de elektroforetische flow naar de anode getrokken, maar de EOF voert ze naar de kathode. De EOF is hierbij groter dan de elektroforetische flow [76](#page=76).  [77](#page=77). CZE kan zowel organische verbindingen, anorganische ionen als peptiden scheiden [77](#page=77). ##### 4.2.2.2 Micellaire elektrokinetische capillaire chromatografie (MEKC) MEKC combineert capillaire elektroforese met micelvorming. Micellen zijn sferische aggregaten van tensioactieve stoffen, zoals natriumdodecylsulfaat (SDS), met een hydrofiel exterieur en hydrofobe interieur. Ze dragen een uitwendige lading en hun beweging is het resultaat van de som van elektroforetische en elektro-endosmotische effecten [77](#page=77). Neutrale moleculen kunnen interageren met het hydrofobe deel van de micellen en verdelen zich tussen de micelle en de omringende vloeistof, afhankelijk van de interactiekracht. De scheiding wordt bepaald door de eigen elektroforetische beweging van de stof en de mate van partitie naar de micelle. De micellen fungeren als een stationaire fase, waarbij de interactiesterkte de elutievolgorde bepaalt, maar in tegenstelling tot een stationaire fase bewegen de micellen [77](#page=77). > **Voorbeeld:** Stoffen verdelen zich tussen de micel en de oplossing. Verschillende interactiesterktes met de micellen resulteren in scheiding [78](#page=78). ##### 4.2.2.3 Capillaire elektrochromatografie (CEC) CEC is een hybride techniek die HPLC en CE combineert. Een omgekeerde-fase stationaire fase wordt in een fused silica capillair gepakt (interne diameter 50-200 µm, partikelgrootte 1-5 µm). Door het aanleggen van een elektrisch veld wordt de mobiele fase door de stationaire fase geduwd, waardoor geen hoge druk pomp nodig is [78](#page=78). ##### 4.2.2.4 Capillaire gel elektroforese Deze techniek maakt gebruik van met gel gevulde capillairen en wordt vaak toegepast voor de scheiding van DNA-fragmenten (variërend van minder dan 100 tot meer dan 2000 baseparen). De scheiding is gebaseerd op de grootte van de ionen, vergelijkbaar met klassieke gelelektroforese, waarbij de gel fungeert als een moleculaire zeef. Componenten met vergelijkbare lading of lading/grootte-verhouding, maar verschillende grootte, kunnen gescheiden worden, zoals DNA-fragmenten en SDS-proteïnen. Dit is een geminiaturiseerde vorm van klassieke gelelektroforese [78](#page=78). ##### 4.2.2.5 Capillaire isoelektrische focusering (CIEF) CIEF wordt gebruikt voor de scheiding van peptiden en proteïnen op basis van hun iso-elektrisch punt (pI). Zie klinische chemie voor meer informatie [78](#page=78). --- ## Veelgemaakte fouten om te vermijden - Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens - Let op formules en belangrijke definities - Oefen met de voorbeelden in elke sectie - Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen

| Term | Definition | |------|------------| | Analyten | De componenten in een materiaal die men wenst te bepalen middels een chemische analyse. | | Kwalitatieve analyse | Een analysetechniek die tot doel heeft te achterhalen welke elementen of moleculen aanwezig zijn in een monster. | | Kwantitatieve analyse | Een analysetechniek die tot doel heeft de concentratie van aanwezige componenten in een monster te bepalen. | | Klassieke analytische methoden (Natte chemie) | Analysemethoden die gebruikmaken van scheidingstechnieken zoals neerslagvorming, extractie of destillatie, gevolgd door kwalitatieve bepalingen op basis van fysische of chemische eigenschappen, en kwantitatieve bepalingen via gravimetrie of titrimetrie. | | Instrumentele analytische methoden | Analysemethoden die een specifieke fysische eigenschap van een component meten, zoals de absorptie of emissie van licht, elektrisch geleidingsvermogen, of massa-ladingverhoudingen. | | Chromatografie | Een efficiënte scheidingsmethode die het mogelijk maakt componenten in een mengsel te scheiden alvorens deze te kwantificeren. | | Elektroforese | Een scheidingstechniek gebaseerd op de beweging van geladen moleculen in een elektrisch veld. | | Monstername (Sampling) | Het proces waarbij een representatieve fractie van het te onderzoeken materiaal wordt afgezonderd voor analyse. | | Voorbereiding (Preliminary sample treatment) | De initiële bewerking van een monster, zoals homogeniseren of het verwijderen van niet-monsterlijk materiaal, ter voorbereiding op verdere analyse. | | Opzuiveringen (Separations) | Stappen binnen een analyse waarbij het te meten bestanddeel gescheiden wordt van interfererende stoffen of omgezet wordt in een meetbare vorm, bijvoorbeeld door derivatisatie. | | Precisie | De mate van spreiding in meetresultaten die verkregen worden door een methode herhaaldelijk op hetzelfde monster toe te passen. Het kwantificeert de toevallige (random) fouten. | | Herhaalbaarheid | De precisie verkregen onder "ideale" omstandigheden, waarbij metingen door dezelfde analist, met dezelfde apparatuur, kort op elkaar worden uitgevoerd. | | Reproduceerbaarheid | De precisie verkregen onder variabele omstandigheden, zoals op verschillende dagen, met andere reagentia, of door verschillende laboratoria. | | Standaarddeviatie (SD, s) | Een statistische maat die de spreiding van meetwaarden rond het gemiddelde weergeeft en wordt gebruikt om de precisie van een methode uit te drukken. | | Relatieve standaarddeviatie (RSD) | Een maat voor de precisie die de standaarddeviatie uitdrukt als een percentage van de gemiddelde waarde, wat een beter inzicht geeft in de betrouwbaarheid van de meting ten opzichte van de gemeten concentratie. | | Juistheid | De mate van overeenstemming tussen het gemiddelde van de metingen en de werkelijke waarde van de te bepalen component. Het geeft de systematische fouten weer. | | Bias | Het absolute verschil tussen het gemiddelde van de metingen en de werkelijke waarde van een component, wat de mate van systematische afwijking aangeeft. | | Controlestalen (Gecertificeerde referentiematerialen) | Materialen met gekende concentraties van specifieke componenten die worden gebruikt om de juistheid van een analysemethode te valideren. | | Spiking | De procedure waarbij een bekende hoeveelheid van het analiet wordt toegevoegd aan een blanco monster of aan een staal om de recovery te bepalen en daarmee de juistheid van de methode te evalueren. | | Recovery (Terugvindingspercentage) | Het percentage van de toegevoegde hoeveelheid analiet dat succesvol wordt teruggevonden en gemeten in een monster, gebruikt als indicatie van de juistheid van de methode. | | Standaard additie methode | Een kalibratiemethode waarbij bekende hoeveelheden analyt worden toegevoegd aan het onbekende staal zelf, om matrixeffecten te compenseren en de juistheid van de bepaling te verbeteren. | | Systematische fouten | Fouten die de resultaten consistent in dezelfde richting afwijken (bv. altijd te hoog of altijd te laag), en die de juistheid van een meting beïnvloeden. | | Gevoeligheid | De mate waarin een methode kleine veranderingen in de concentratie van een component op betrouwbare wijze kan meten, vaak gelijkgesteld aan de helling van de ijklijn. | | Detectielimiet (LOD, Limit of Detection) | De kleinste concentratie van een analiet die met een bepaalde analysemethode nog betrouwbaar kan worden aangetoond, wat betekent dat het signaal te onderscheiden is van de achtergrondruis. | | Bepalingslimiet (Kwantificatielimiet, LOQ) | De laagste concentratie van een analiet waarbij de concentratie op betrouwbare wijze kan worden gekwantificeerd, wat vereist dat het signaal significant hoger is dan de blancowaarde. | | Selectiviteit (Specificiteit) | De mate waarin een analysemethode het beoogde analiet kan bepalen zonder interferentie van andere vergelijkbare componenten in het monster. | | Robuustheid | De ongevoeligheid van een analysemethode voor kleine variaties in omstandigheden zoals temperatuur, pH, of gebruikte reagentia, zonder significante invloed op de precisie en juistheid. | | Kalibratiecurve (Standaardcurve) | Een grafische weergave die het verband tussen het analytische signaal en de bekende concentraties van standaarden weergeeft, gebruikt om onbekende concentraties te bepalen. | | Lineaire regressie | Een statistische methode om de "beste passende" rechte lijn te vinden door een reeks datapunten, gebruikt om de relatie tussen concentratie en signaal te beschrijven in de vorm van $y = a.x + b$. | | Lineariteit | De eigenschap van een methode waarbij er binnen een bepaald bereik een recht evenredig verband bestaat tussen de gemeten respons en de concentratie van de te bepalen component. | | Dynamisch bereik | Het concentratiegebied waarin een methode lineair reageert en betrouwbare kwantificatie mogelijk is, lopend van de kwantificatielimiet (LOQ) tot het punt waar de kalibratiecurve begint af te wijken. | | Correlatiecoëfficiënt | Een statistische maat ($r$ of $r^2$) die de sterkte en richting van de lineaire relatie tussen twee variabelen aangeeft, gebruikt om de kwaliteit van een kalibratiecurve te beoordelen. | | Externe standaardmethode | Een kalibratiemethode waarbij standaarden met bekende concentraties onafhankelijk van het monster worden geanalyseerd om een kalibratiecurve op te stellen, waarna de concentratie in het monster wordt bepaald. | | Standaardadditie methode | Een kalibratiemethode waarbij bekende hoeveelheden van het analiet aan het onbekende monster worden toegevoegd om matrixeffecten te compenseren. | | Interne standaardmethode | Een kalibratiemethode waarbij een specifieke stof (interne standaard) met bekende chemische eigenschappen wordt toegevoegd aan zowel standaarden als monsters om variaties in de analyse te corrigeren. | | Molaire concentratie (c) | De hoeveelheid opgeloste stof uitgedrukt als het aantal mol per volume-eenheid van de oplossing, vaak in mol/L. | | Massaconcentratie | De hoeveelheid opgeloste stof uitgedrukt als het aantal gram per volume-eenheid van de oplossing, vaak in g/L of mg/L. | | Fractionele concentraties | Uitdrukkingen die het aandeel van een opgeloste stof in het totale mengsel weergeven, zoals massafractie, volumefractie of massa/volume-fractie, vaak uitgedrukt in percentages, promille, ppm of ppb. | | Massafractie | De fractie van een component in een mengsel, waarbij zowel de massa van de component als de massa van het mengsel worden beschouwd. | | Volumefractie | De fractie van een component in een mengsel, waarbij zowel het volume van de component als het volume van het mengsel worden beschouwd. | | Massa/volumefractie | De fractie van een component in een mengsel, waarbij de massa van de opgeloste stof en het volume van het mengsel worden beschouwd. | | ppm (parts per million) | Een eenheid voor fractionele concentratie die een miljardste deel van het geheel aangeeft (10$^{-6}$), vaak gebruikt voor zeer lage concentraties. | | ppb (parts per billion) | Een eenheid voor fractionele concentratie die een miljardste deel van het geheel aangeeft (10$^{-9}$), gebruikt voor extreem lage concentraties. | | Term | Definitie | | Mobiele fase | De vloeistof of het gas dat door het chromatografische systeem stroomt en de te scheiden componenten meevoert. | | Stationaire fase | Het vaste materiaal of de vloeistof die geïmmobiliseerd is op een drager, en waarlangs de mobiele fase stroomt. De componenten interageren met de stationaire fase, wat leidt tot scheiding. | | Ontwikkeling | Het proces waarbij de componenten van het mengsel, meegenomen door de mobiele fase, zich door de stationaire fase bewegen. | | Elutie | Het proces waarbij de te onderzoeken stof, die op de stationaire fase is vastgehouden, wordt losgewassen en van de stationaire fase wordt verwijderd. | | Eluens | De mobiele fase die wordt gebruikt om de componenten uit de stationaire fase te elueren. | | Eluaat | De oplossing die de kolom verlaat na de elutie, en die de gescheiden componenten bevat. | | Retentie | Het proces waarbij een stof wordt weerhouden of vertraagd door interactie met de stationaire fase tijdens de chromatografische scheiding. | | Retentietijd ($t_R$) | De tijd die een specifieke component van het mengsel nodig heeft om de kolom te doorlopen en te elueren, gemeten vanaf het moment van injectie tot de detectiepiek. | | Chromatogram | Een grafische weergave van het detectorsignaal als functie van de tijd, die de scheiding van de componenten van een mengsel in een chromatografisch systeem laat zien. | | Gaschromatografie (GC) | Een chromatografische techniek waarbij de mobiele fase een gas is en wordt gebruikt voor het scheiden van vluchtige stoffen. | | Vloeistofchromatografie (LC) | Een chromatografische techniek waarbij de mobiele fase een vloeistof is en wordt gebruikt voor het scheiden van stoffen die niet gemakkelijk vluchtig zijn of bij hoge temperaturen instabiel zijn. | | Adsorptiechromatografie | Een chromatografische techniek waarbij de scheiding gebaseerd is op adsorptie van de componenten van het mengsel aan het oppervlak van de stationaire fase. | | Partitiechromatografie (Verdelingschromatografie) | Een chromatografische techniek waarbij de scheiding gebaseerd is op de verdeling van componenten tussen de mobiele fase en een vloeibare stationaire fase. | | Ionenuitwisselingschromatografie (IEC) | Een chromatografische techniek waarbij de stationaire fase geladen functionele groepen bevat die ionen uitwisselen met de ionen in de mobiele fase, resulterend in scheiding op basis van lading. | | Exclusiechromatografie | Een chromatografische techniek waarbij scheiding voornamelijk plaatsvindt op basis van moleculaire grootte en/of vorm. Deeltjes die groter zijn dan de poriën van de stationaire fase, passeren sneller. | | Affiniteitschromatografie | Een chromatografische techniek die gebruikmaakt van een specifieke interactie (affiniteit) tussen een analyt en een ligand die aan de stationaire fase is gebonden om een scheiding te bewerkstelligen. | | Papierchromatografie | Een eenvoudige chromatografische techniek waarbij filtreerpapier als stationaire fase fungeert (geïmmobiliseerd water) en een vloeistof als mobiele fase. | | Dunnelaagchromatografie (TLC) | Een chromatografische techniek waarbij een dunne laag van een stationaire fase (bv. silicagel) op een plaat wordt aangebracht. De scheiding vindt plaats door de capillaire migratie van de mobiele fase. | | Resolutie ($R_s$) | Een maat voor de mate waarin twee pieken in een chromatogram gescheiden zijn, wat aangeeft hoe goed twee componenten van elkaar te onderscheiden zijn. Een hogere resolutie betekent een betere scheiding. | | Bandverbreding (Piekverbreding) | Het fenomeen waarbij de pieken in een chromatogram breder worden tijdens de migratie door de kolom, wat resulteert in een verminderde resolutie. | | Verdelingscoëfficiënt ($K_D$) | Een evenwichtsconstante die de verdeling van een opgeloste stof tussen de mobiele en stationaire fase beschrijft; de verhouding tussen de concentratie van een stof in de stationaire fase en de concentratie ervan in de mobiele fase bij evenwicht. | | Retentiefactor ($k'$) (Capaciteitsfactor) | Een dimensieloze parameter die de mate van retentie van een analyt op de kolom aangeeft; de verhouding van de tijd die een component in de stationaire fase doorbrengt tot de tijd die hij in de mobiele fase doorbrengt. | | Selectiviteit ($\alpha$) | De verhouding van de gecorrigeerde retentietijden van twee componenten, die aangeeft hoe goed de chromatografische kolom de twee componenten van elkaar kan scheiden. Een waarde groter dan 1 duidt op selectiviteit. | | Theoretische platen ($N$) | Een maat voor de efficiëntie van een chromatografische kolom, waarbij een groter aantal theoretische platen wijst op een hogere scheidingskwaliteit. | | Plaathoogte (HETP) | Height Equivalent of a Theoretical Plate; een maat voor de efficiëntie van een chromatografische kolom die de kolomlengte meeneemt. Een lagere HETP duidt op een efficiëntere kolom. | | HPLC (High Performance Liquid Chromatography) | Een geavanceerde vorm van vloeistofchromatografie die gebruikmaakt van hoge druk om de mobiele fase door een kolom met fijne deeltjes te persen, wat resulteert in hoge resolutie en snelle analyses. | | Normale fase (NP) chromatografie | Een chromatografische modus waarbij de stationaire fase polair is en de mobiele fase apolair. Componenten interageren sterker met de polaire stationaire fase. | | Omgekeerde fase (RP) chromatografie | Een chromatografische modus waarbij de stationaire fase apolair is (vaak met lange koolstofketens) en de mobiele fase polair. Componenten die apolairder zijn, worden sterker vastgehouden. | | Dode tijd ($t_m$) (Holdup time) | De tijd die een component nodig heeft om de kolom te doorlopen zonder interactie met de stationaire fase; de tijd die de mobiele fase nodig heeft om de kolom te passeren. | | Gecorrigeerde retentietijd ($t'_R$) | Het verschil tussen de retentietijd van een component en de dode tijd van de kolom; de tijd die de component effectief in de stationaire fase heeft doorgebracht. | | Bandverbreding (Eddy-diffusie) | Een oorzaak van piekverbreding in chromatografie waarbij componenten verschillende paden door de kolom volgen, wat leidt tot een spreiding van de componenten. | | Bandverbreding (Longitudinale diffusie) | Een oorzaak van piekverbreding waarbij moleculen zich verspreiden in de richting van de mobiele fase door hun willekeurige beweging, vooral significant in gassen. | | Massatransfer | Het proces waarbij moleculen overgaan van de mobiele naar de stationaire fase en vice versa. Het tijd nodig voor dit proces draagt bij aan bandverbreding. | | UV-absorptiedetector | Een detector die gebruikmaakt van de absorptie van ultraviolet licht door componenten om deze te detecteren. Vaak specifiek voor verbindingen met dubbele bindingen. | | Fluorescentiedetector | Een detector die fluorescerende componenten detecteert door het meten van de emissie van licht na excitatie. Zeer gevoelig voor fluorescerende stoffen. | | Conductometrische detector | Een detector die de elektrische geleidbaarheid van de mobiele fase meet. Veranderingen in geleidbaarheid duiden op de aanwezigheid van geïoniseerde componenten. | | Massaspectrometrie (MS) | Een techniek die ionen scheidt en detecteert op basis van hun massa-ladingverhouding ($m/z$). Wordt vaak gekoppeld aan chromatografie voor identificatie en kwantificatie. | | Guard kolom | Een korte, verwisselbare kolom die vóór de analytische kolom wordt geplaatst om te voorkomen dat sterke verontreinigingen de analytische kolom beschadigen of verstoppen. | | Isocratische elutie | Een chromatografische analyse waarbij de samenstelling van de mobiele fase constant blijft gedurende de gehele elutie. | | Gradiënt elutie | Een chromatografische analyse waarbij de samenstelling van de mobiele fase tijdens de elutie wordt gevarieerd, vaak om de scheiding van componenten met sterk verschillende retenties te verbeteren. | | Capillaire kolom | Een zeer smalle chromatografische kolom met een kleine interne diameter, vaak gebruikt in gaschromatografie, die hoge resolutie biedt. | | Gepakte kolom | Een chromatografische kolom die gevuld is met de stationaire fase, veelal gebruikt in zowel gas- als vloeistofchromatografie. | | Split injectie | Een injectietechniek in gaschromatografie waarbij een deel van het monster wordt weggesplitst voordat het de kolom bereikt, waardoor de kolom niet wordt overladen. | | Splitless injectie | Een injectietechniek in gaschromatografie waarbij het volledige monster op de kolom wordt gebracht, vaak met behulp van een lage starttemperatuur om het monster te concentreren. | | PTV injector (Programmed Temperature Vaporization) | Een geavanceerde gaschromatografie injector die snelle opwarming en afkoeling mogelijk maakt, geschikt voor het injecteren van grotere volumes met minimale bandspreiding. | | Headspace analyse | Een monstervoorbereidingstechniek waarbij de vluchtige componenten uit de gasfase boven een monster worden geanalyseerd, nuttig voor het bepalen van vluchtige stoffen in vaste of vloeibare matrices. | | Vlamionisatiedetector (FID) | Een veelgebruikte detector in gaschromatografie die organische verbindingen detecteert door ze te verbranden en de gevormde ionen te meten. Gevoelig voor koolwaterstoffen. | | Thermische geleidbaarheidsdetector (TCD) | Een universele detector in gaschromatografie die de thermische geleidbaarheid van de gasstroom meet. Detecteert alle componenten die verschillen van het draaggas. | | Elektron capture detector (ECD) | Een zeer gevoelige detector in gaschromatografie, specifiek voor elektronegatieve verbindingen zoals gehalogeneerde pesticiden. | | Externe standaard methode | Een kwantificatiemethode waarbij de signalen van onbekende monsters worden vergeleken met de signalen van standaardoplossingen met bekende concentraties. | | Interne standaard methode | Een kwantificatiemethode waarbij een bekende hoeveelheid van een interne standaard wordt toegevoegd aan zowel de monster- als de standaardoplossingen om toestel- en procedurefouten te elimineren. | | Moleculair ion | Het ion dat ontstaat door de verwijdering van één elektron uit een neutraal molecuul, waardoor de massa van het oorspronkelijke molecuul wordt vertegenwoordigd. | | Fragmentatie | Het proces waarbij een moleculair ion uiteenvalt in kleinere, geladen fragmenten, wat resulteert in een reeks ionen met verschillende massa-ladingverhoudingen. | | Massaspectrum | Een grafische weergave van de relatieve abundantie van de verschillende ionen die worden geproduceerd in een massaspectrometer, geplot tegen hun massa-ladingverhouding (m/z). | | Basispiek | De meest intense piek in een massaspectrum, die gewoonlijk wordt toegewezen aan het meest stabiele of meest voorkomende fragmention en die wordt ingesteld op 100% intensiteit voor schaalvergroting. | | Ionisatiebron | Het onderdeel van de massaspectrometer dat verantwoordelijk is voor het omzetten van neutrale moleculen in geladen ionen, essentieel voor de scheiding en detectie. | | Elektron impact (EI) | Een veelgebruikte ionisatiemethode waarbij moleculen worden gebombardeerd met elektronen met hoge energie, wat leidt tot ionisatie en aanzienlijke fragmentatie. | | Massa-analysator | Het deel van de massaspectrometer dat de geïoniseerde deeltjes scheidt op basis van hun massa-ladingverhouding (m/z) voordat ze de detector bereiken. | | Kwadrupool massa-analysator | Een type massa-analysator dat gebruik maakt van vier parallelle staven met wisselende elektrische spanningen om ionen met specifieke massa-ladingverhoudingen te selecteren die de detector kunnen bereiken. | | Ionenvangst (ion trap) analysator | Een compacte massa-analysator die ionen opslaat in een geëvacueerde ruimte met behulp van elektrische velden en ze vervolgens selectief kan uitstoten op basis van hun moleculaire massa. | | Time of Flight (TOF) analysator | Een massa-analysator die de tijd meet die ionen nodig hebben om een vaste afstand af te leggen na versnelling door een elektrisch veld, waarbij lichtere ionen sneller bewegen dan zwaardere ionen. | | Resolutie (R) | Een maatstaf voor het vermogen van een massaspectrometer om twee ionen met nabijgelegen massa-ladingverhoudingen van elkaar te scheiden, gedefinieerd als $R = m/\Delta m$. | | Hoge resolutie massaspectrometrie (HRMS) | Een massaspectrometrische techniek die de massa van ionen met een zeer hoge precisie bepaalt, vaak tot op vier of vijf decimalen, om moleculaire formules nauwkeurig te identificeren. | | Chemische ionisatie (CI) | Een "zachtere" ionisatiemethode die minder fragmentatie veroorzaakt dan EI, waarbij de ionisatie van analyten plaatsvindt door reacties met secundaire ionen van een reactiegas. | | Atmospheric Pressure Chemical Ionisation (APCI) | Een zachte ionisatietechniek die plaatsvindt bij atmosferische druk, geschikt voor analyten met lage tot gemiddelde polariteit, waarbij ionisatie optreedt via corona-ontladingen. | | Electrospray Ionisation (ESI) | Een zeer zachte ionisatietechniek, uitgevoerd bij atmosferische druk, die uitermate geschikt is voor het ioniseren van polaire verbindingen, inclusief macromoleculen, door de vorming van een geladen aërosol. | | Elektroforetische mobiliteit (µEF) | Een maat voor hoe snel een ion beweegt in een elektrisch veld, afhankelijk van de lading, de grootte van het ion, en de eigenschappen van het omringende medium zoals de viscositeit en de veldsterkte. | | Amfoliet | Een molecuul dat zowel zure als basische functionele groepen bevat, zoals aminozuren, peptiden en proteïnen. De lading en daarmee de mobiliteit van een amfoliet hangt sterk af van de pH van het medium. | | Iso-elektrisch punt (pI) | De specifieke pH-waarde waarbij een amfoliet netto geen lading heeft. Bij deze pH zijn de positieve en negatieve ladingen in het molecuul in evenwicht, wat resulteert in een mobiliteit van ongeveer nul in een elektrisch veld. | | Capillaire zone-elektroforese (CZE) | Een elektroforetische scheidingstechniek die gebruik maakt van dunne capillairen (buisjes) gevuld met een bufferoplossing. Scheiding vindt plaats op basis van de verschillende elektroforetische mobiliteiten van de componenten in het monster. | | Elektro-osmotisch effect (EOF) | De beweging van de gehele bufferoplossing in een capillair onder invloed van een aangelegd elektrisch veld. Dit effect ontstaat door de geladen wand van de capillair en zorgt ervoor dat ook neutrale componenten bewegen. | | Micellaire elektrokinetische capillaire chromatografie (MEKC) | Een techniek die elektroforese combineert met micelvorming. Neutrale moleculen kunnen interageren met de hydrofobe delen van de micellen, waardoor scheiding mogelijk wordt op basis van hun verdelingsgedrag tussen de micel en de mobiele fase. | | Capillaire elektrochromatografie (CEC) | Een hybride scheidingstechniek die elementen van zowel capillaire elektroforese als hogedrukvloeistofchromatografie (HPLC) integreert. De mobiele fase wordt door een stationaire fase in een capillair gestuwd door middel van een elektrisch veld, wat de noodzaak van een hoge druk pomp elimineert. | | Capillaire gel elektroforese | Een techniek waarbij elektroforese wordt uitgevoerd in een capillair dat gevuld is met een gelmatrix. Deze methode wordt voornamelijk gebruikt voor het scheiden van biomoleculen zoals DNA-fragmenten en proteïnen, gebaseerd op hun grootte en lading. |