„GREEN ANALYTICAL CHEMISTRY" LITERATURA Green Analytical Chemistry u GREEN CHEMISTRY ■ Bývá někdy také označována jako ■ Přesněji může být definována jako zavádění řady principů, které redukují nebo eliminují použití či generování látek nebezpečných pro lidské zdraví i životní prostředí ve výzkumu, výrobě a aplikaci chemických produktu a procesu. UDRŽITELNÝ ROZVOJ Globální změna životního prostředí vyvolává změnu chování společnosti; iniciace společenské změny v zájmu udržitelnosti. Výzkum a věda o udržitelnosti jsou multidisciplinární Akademické, vzdělávací a znalostní instituce by se měly podílet a rozvíjet dovednosti jako agilita, inteligence, soudnost a strategie a šířit je tak, aby podporovaly transformační výzkum. i t [ i r i I I I 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 Year GREEN CHEMISTRY ■ Vývoj procesů jež maximalizují množství vstupního materiálu končícího v produktu ■ Použití bezpečných, environmentálne vstřícných substancí, včetně rozpouštědel, kde je to možné ■ Návrh energeticky úsporných a účinných procesů ■ Práce s odpady, přičemž na prvním místě je netvořit MUNI SCI 12 PRINCIPŮ „GREEN CHEMISTRY" P. Anastas: u SCI Prevence vzniku odpadu Atomová ekonomie Méně riskantní chemické syntézy Navrhování bezpečnějších chemikálií Bezpečnější rozpouštědla Efektivní využití energie 12 PRINCIPŮ „GREEN CHEMISTRY" Použití obnovitelných zdrojů energie Omezení vzniku derivátu Katalyzátory Navrhování odbouratelných látek Aktuální analytické metody pro zjištění znečistení ezpečnější chemie - prevence nehod UNI SCI GREEN ANALYTICAL CHEMISTRY Cíl : Použití analytických technik, které generují méně nebezpečných odpadů a které jsou bezpečnější pro použití a méně zatěžují životní prostředí UNI SCI GREEN ANALYTICAL CHEMISTRY Jak toho dosáhnout: Vývoj nových analytických technik, Modifikace starých analytických technik, aby používaly méně nebezpečné chemikálie nebo menší množství nebezpečných chemikálií UNI SCI Reagencie - eliminovat nebo redukovat - náhrada méně toxickými, bezpečnějšími, snadno degradovatelnými Metody in-situ, neinvazivní miniaturizované metody — vyhnout se derivatizaci Energie co nejméně energeticky náročné Odpady - eliminovat nebo redukovat - on-line dekontaminace nebo recyklace PRINCIP ANALYTICKÉ METODY Příprava vzorků i Separace I Detekce UNI SCI Identifikace METODY PŘÍPRAVY VZORKU BEZ ROZPOUŠTĚDEL ■ SPME ■ SBME ■ SDME ■ LPME IHUIU solid phase micro-extraction sorptive stir bar micro-extraction single drop micro-extraction liquid phase micro-extraction SOLID PHASE EXTRACTION Extrakce na pevné fázi 0 Contaminants Q Compounds of Interest SOLID PHASE MICROEXTRACTION SORPTIVE STIR BAR EXTRACTION Sorpční extrakce na míchací tyčince SINGLE DROP MICROEXTRACTION SINGLE DROP MICROEXTRACTION WITH MEMBRANE LIQUID PHASE MICROEXTRACTION NOVÉ EXTRAKČNÍ POSTUPY ■ SFE - superkritická fluidní extrakce ■ Nová extrakční média SUPERCRITICAL FLUID EXTRACTION SFE EXTRAKČNÍ MÉDIA Parametr Superkritický C02 Superkritická H20 Zvýšení rozpustnosti analytu 10-100 x 50-1000000 x Snadno extrahovatelné analyty nepolar ní polární Reaktivita analytů nízká průměrná Prekoncentrace analytů (po extrakci) snadná různá Selektivita extrakce analytů různépolarity průměrná dobrá NOVÁ EXTRAKČNÍ MÉDIA Iontové kapaliny - soli obsahující ■ organické kationty ■ anorganické anionty > Alkylimidazolium > Dimethyldinonymammonium bromid > N-alkyl-N—methylpyrrolidinium bromid > Tetralakyl.ammonium tetrafluoroborate IONTOVÉ KAPALINY MUK SCI kapaliny při pokojové teplotě rozpouštějí anorganické i organické sloučeniny teplotně stabilní vysoká vizkozita obvykle nemísitelné s vodou netěkavé vysoká elektrická vodivost USNADNĚNÍ EXTRAKCE Působením mikrovln ultrazvuku U V záření PŘÍMÉ ANALYTICKÉ TECHNIKY ■ Potenciometrické techniky (ISE) ■ Plamenové ionizační atomová spektrometrie ■ Spektrometrie s indukovaným plazmatem(ICP) ■ Neutronová aktivační analýza (NAA) ■ Rentgenová fluorescenční spektrometrie (XRF) ■ Imunostanovení (IMA) ■ Flow injection analysis (FIA) MINIATURIZOVANÉ ANALYTICKÉ TECHNIKY Parametr HPLC CE Dávkovaný objem 1 -100 nl 1 -100 nl Průtok 1-10 ml/min 1-100 nl/min Doba analýzy 10-60 min 10-20 min Roztoky Toxické (ACN, MetOH) H20 Množství odpadů (den) 20 I 20 ml MUNI SCI OPTIMÁLNÍ METODA COLLECTION [ In-line - \ On-line and at-iine] PRESERVATION L: Off-line : <____________> j-None | ■ \\ Physical | The greenest option Medium-green option Not a green option TRANSPORT L'Chemical I l______________i None I Required STORAGE None -- Under normal conditions] .■Under special conditions: PREPARATION None Required]- Solvent-free methods n Extraction ř Use of green solvents/reagents r| Immunoassays ANALYSIS h Use of non-green solvents/reagents | Direct methods -| Instrumental methods \\ Indirect methods | l^iLcherSstS] l| Miniaturized methods] ] Without clean-up of extract Without solvent removal i Extract clean-up ■—H Solvent removal I fin open systems] closed systems: ..................... H Dry ashinghrf In :_rH Mineralization rl 7""™/"".".""" - i ' M Digestion J—IL|ln L'Derivatization: BBBBBBBBBBBBBBBBBBBB^ CALIBRATION AND VALIDATION None | Use of calibration solutions -t Use of internal/external standards : Reauired \- Y-----------s.-.rr.s.^^ -j Use of standard reference materials: ——— — ——— — —————— — ———— ———■ L: Isotope dilution i Reduce Replace Recycle MUNI SCI