Utente:AlePas97/Chimica Forense/Tecniche analitiche: differenze tra le versioni

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== Tecniche separative ==
 
Una sfida ardua per ogni chimico forense è quella di caratterizzare e quantificare le sostanze contenute all'interno di matrici molto complesse. Le tecniche cromatografiche vengono largamenteutilizzate usateproprio per vincere questa sfida e separare l'analita daldalla campionematrice. Il principio generale su cui si basa la cromatografia è che una fase viene mantenuta ferma (fase stazionaria) mentre un'altra fase viene fatta scorrere (fase mobile). La fase stazionaria può essere solida o liquida e viene legata alla parete della colonna o legataa alledelle particelle solide.
 
=== Cromatografia su carta ===
 
Si tratta della tecnica cromatografica più semplice in assoluto e, come si nota dal nome, si utilizza la carta come mezzo separativo. La carta essendo fatta da cellulosa permette l'assorbimento delle molecole di acqua (polari), agendo da fase stazionaria. Come fase mobile invece vengono utilizzati solventi a polarità inferiore solitamente composti da solventi organici e acqua. La carta è posizionata in un adeguato solvente; il solventequale inizierà a muoversi per capillarità attraverso la carta e il campione.
 
Per identificare un composto usando la cromatografia su carta si utilizzano i valori R<sub>f</sub>. Tale valore si calcola nel seguente modo:
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:::::::::::::<math>R_f = \frac{Distanza \;percorsa \;dal \;composto}{Distanza \;percorsa \;dal \;solvente}</math>
 
La distanza percorsa è misurata relativamentein relazione al punto di deposizione e vienesi misuratoeffettua dal centro del punto. È importante ricordare che le condizioni sperimentali influenzano l'R<sub>f</sub>, quindi è importante conoscere molto bene le condizioni sperimentali per poter comparare i risultati.
 
=== Cromatografia su strato sottile ===
 
'''TLC''' ('''''thin layer chromatography''''') è un metodo cromatografico semplice ed economico per analizzare campioni forensi. In tale tecnica la fase stazionaria è il rivestimento e la miscela contenente il campione è posizionata ad un'estremità. La fase mobile è un solvente liquido organico che eluisce il punto di deposizione. La separazione avviene grazie al fatto che il solvente sale lungo la lastrina per capillarità. Ogni composto presente nella miscela del campione aderisce alla fase stazionaria è si solubilizza nel solvente con in modo differente. Quindi la distanza percorsa è caratteristica di ogni composto.
 
La fase stazionaria ricopre uno strato sottile fatto da vetro o plastica. Il campione in soluzione viene depositato in modo puntiforme mediante un tubo capillare ad un'estremità della lastrina (troppo campione o troppo poco campione non danno un buon risultato). La lastrina viene successivamente posizionata in un contenitore contenente la fase mobile costituita da una miscela di solventi. LaA fine eluizione la lastrina viene spruzzata con un adeguato agente chimico che permette di rendere le macchie visibili alla luce UV.
 
Ovviamente risulta impossibile identificare un composto solo mediante il valore di R<sub>f</sub>. Ma i valori di R<sub>f</sub> di molti composti sono stati tabulati, quindi si può risalire al composto incognito comparandolo con quelli conosciuti (vedi discorso sull'importanza delle condizioni operative precedentemente fatto).
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=== Gas cromatografia ===
 
La GC consiste nell'introduzione di un campionacampione gassoso o vaporizzato all'interno di una lunga colonna che consente la separazione dei composti. I componenti vengono fatti fluire in sequenza dalla colonna verso il detector il quale permette di identificare ogni composto misurando il suo tempo di ritenzione, ovvero il tempo necessario alperchè compostoun perdeterminato raggiungerecomposto ilvenga detectorrivelato.
 
Il liquido volatile o il campione gassoso vengono iniettati tramite un setto in una zona riscaldata, il vapore viene poi convogliato verso la colonna a temperatura controllata tramite l'utilizzo di un gas carrier (He o H<sub>2</sub>). Per analizzare i campioni forensi vengono utilizzati svariati detector. Il ''flame ionization detector'' ('''FID''') utilizza una fiamma per ionizzare l'analita e la corrente risultante produce il segnale al detector. Il ''thermal energy analyzer'' ('''TEA''') è spesso utilizzato quando si deve decomporre analiti contenenti azoto. L' ''electon capture detector'' ('''ECD''') è un detector molto selettivo utilizzato per rivelare alogenuri o molecole a base di ossigeno. <br>
L'accoppiamento della GC con l'MS è utilizzatissimo nell'ambito forense perchè tale spettrometro permette una rapida identificazione dei componenti separati. Il gas uscente dalla GC passa in una camera di interfaccia per ridurne la pressione e possedere quindi le giuste caratteristiche per poter entrare nell'MS. <br>
In base al tipo di campione da analizzare, bisogna pre-trattare il campione per analizzarlopoterlo il GCanalizzare. Alcuni metodi che si possono applicareutilizzare sono l'idrolisi o la derivatizzazione. Esistono delle tecniche di purificazione del campione, le SPE, prima che questo venga introdotto all'interno della colonna cromatografica. Le SPME permettono invece di estrarre l'analita da un campione gassoso o liquido senza l'utilizzo di un solvente. In alternativa un'altra tecnica utilizzata è la pirolisi del campione, soprattutto quando questo è molto complesso.
 
In un cromatogramma il segnale prodotto dal detector è tracciato in funzione del tempo. Per identificare un determinato composto bisogna comparare il suo tempo di ritenzione con un database di composti conosciuti. L'area del picco fornisce informazioni inerenti alla quantità di composto presente. Solitamente si utilizza uno standard interno e un composto conosciuto che eluisca nei pressi dell'analita. Nella GC-MS si utilizza l'approccio SIM per focalizzarsi solo su determinati picchi in un'analisi quantitativa.
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Si tratta di una tecnica cromatografica che presenta una fase mobile liquida. La cromatografia liquida è molto utilizzata soprattutto per analizzare composti instabili termicamente o per composti non sufficientemente volatili per l'analisi GC.
 
Solitamente è molto utilizzata la '''HPLC''' (''high-performance liquid chromatography'') dove un solvente viene forzato a passare attraverso una colonna contenente piccole particelle (5-10 μm di diametro <ref>Stuart</ref>). Tale solvente deve solubilizzare l'analita interessato. LaÈ pompautilizzata siuna utilizzapompa per erogare il flusso di solvente all'interno della colonna. L'analisi si può eseguire in modalità isocratica (utilizzando lo stesso solvente, quindi a polarità fissa) oppure a gradiente di solvente (dove vengono impiegati solventi diversi a polarità crescente). <br>
La separazione del composto analizzato avviene grazie alle differenti interazioni del composto con la fase stazionaria. Nella LC a fase normale la fase stazionaria è polare (composta da silice) e il solvente è apolare (ad esempio l'esano), tale configurazione viene utilizzata per analizzare analiti apolari. Nella LC a fase inversa la fase stazionaria è apolare (silice modificata opportunamente) e il solvente è polare (ad esempio l'acqua). <br>
I composti separati uscenti dalla colonna raggiungono il detector. Il detector più comune tra questi è il diode array detector, il quale misura l'assorbanza nel range UV-vis del campione. Tale detector misura l'assorbanza nel campo dell'UV-vis della soluzione riuscendo a misurare quantità di analiti nell'ordine del nanogrammo. In campo forense sono anche molto utilizzatoutilizzati come detector di tale tecnica il detectorquello a fluorescenza e lo spettrometro di massa ('''LC-MS''', in tale tecnica quando il solvente raggiunge l'interfaccia con l'MS viene eliminato, solo l'analita procederà all'interno dell'MS).
 
Il cromatogramma risultante dalla LC è molto simile a quello che si ottiene con la GC; mostra infatti i picchi relativi ai vari composti come funzione del tempo di ritenzione all'interno della colonna. Si può utilizzare il tempo di ritenzione di una sostanza per poterla identificare ma usare la tecnica accoppiata LC-MS fornisce le informazioni di conferma. Se si utilizza un detector UV è possibile eseguire delle analisi quantitative grazie alla legge di Lambert-Beer.