Mikroskopia chemiczna i analityczne techniki wielowymiarowe oraz sprzężone - ebook
Mikroskopia chemiczna i analityczne techniki wielowymiarowe oraz sprzężone - ebook
Kompendium wiedzy o nowoczesnych technikach analitycznych zawiera informacje na temat technik obrazowania chemicznego, czyli tzw. technik mikroskopii chemicznej. Książka poświęcona jest najnowszym technikom obrazowania chemicznego, czyli mikroskopii chemicznej, analitycznym technikom wielowymiarowym oraz technikom sprzężonym dla których aparatura jest obecnie dostępna na rynku analitycznym. W książce przedstawione są w zwięzły sposób podstawy teoretyczne omawianych technik oraz sposób działania aparatury pomiarowej, a następnie przedstawione są możliwości zastosowań danej metody z podaniem konkretnych przykładów. Taki układ książki zapewnia szybkie zapoznanie się z możliwościami przedstawionych metod i wybranie metody pozwalającej na zweryfikowanie własnych hipotez badawczych, czy też zapewnienie wyboru odpowiedniej techniki do kontroli procesów produkcyjnych jak i analiz środowiskowych. Publikacja skierowana jest do personelu laboratoriów analitycznych, studentów i osób przygotowujących wykłady na wydziałach chemii, biologii, fizyki i wydziałach materiałowych jak i wszystkich osób pragnących zapoznać się z najnowszymi technikami analitycznymi.
Kategoria: | Chemia |
Zabezpieczenie: |
Watermark
|
ISBN: | 978-83-01-20801-1 |
Rozmiar pliku: | 20 MB |
FRAGMENT KSIĄŻKI
AAS – spektroskopia absorpcji atomowej (Atomic Absorption Spectroscopy)
AES – spektroskopia elektronów Augera (Auger Electron Spectroscopy)
AFM – mikroskopia sił atomowych (Atomic Force Microscopy)
CAT – osiowa tomografia komputerowa (Computerised Axial Tomography)
EDX – spektroskopia energii rozproszonej promieniowania rentgenowskiego (Energy Dispersive X-Ray spectroscopy)
EEG – elektroencefalografia (ElectroEncephaloGraphy)
FM – mikroskopia fluorescencyjna (Fluorescence Microscopy)
fMRI – funkcjonalny rezonans magnetyczny (Functional Magnetic Resonance Imaging)
fNIRS – funkcjonalna spektrometria w bliskiej podczerwieni (Functional Near Infrared Spectroscopy)
FTIR – spektroskopia fourierowska w podczerwieni (Fourier Transform Infrared Spectroscopy)
GC – chromatografia gazowa (Gas Chromatography)
HREM – wysokorozdzielcza mikroskopia elektronowa (High Resolution Electron Microscopy
ICP – indukcyjnie wytworzona plazma jonowa (Inductively Coupled Plasma)
LA – desorpcja laserowa (Laser Desorption)
LC – chromatografia cieczowa (Liquid Chromatography)
MALDI – jonizacja laserowa z dodatkiem matrycy (Matrix Assisted Laser Desorption Ionization)
MDGC – wielowymiarowa chromatografia gazowa (Multidimensional Gas Chromatography
MEG – magnetoencefalografia (MagnetoEncephaloGraphy)
MS – spektroskopia mas (Mass Spectroscopy)
PET – tomografia pozytronowa (Positron Emission Tomography)
SPM – mikroskopie skanujące (Scanning Probe Microscopy)
STM – skaningowa mikroskopia tunelowania (Scanning Tuneling Microscopy)
TMS – przezczaszkowa stymulacja magnetyczna (Transcranial Magnetic Stimulation)
TOF – analizator mas czasu przelotu (Time of Flight)
XPS – rentgenowska spektroskopia fotoelektronów (X-ray Photoelectron Spectroscopy)
FM-MALDI-MS^(n≤10)-TOF – technika mikroskopii fluorescencyjnej, jonizacji typu MALDI i analizatora mas typu TOF
FTIR-EDX – sprzężona technika FTIR i EDX
GC-FTIR – sprzężona technika GC i FTIR
GC×GC-MS – wielowymiarowa (kompleksowa) technika GC z detekcją MS
LA-ICP-MS – sprzężona technika LA z zestawem ICP-MS
LC-AAS – sprzężona technika chromatografii cieczowej ze spektrometrią AAS
LC-GC – sprzężona technika chromatografii LC i GC
LC-GC-MS – sprzężona technika chromatografii LC i GC z detekcją mas
LC×LC-MS – wielowymiarowa technika LC z detekcją mas
LC-MALDI-TOF – sprzężona technika chromatografii LC z jonizacją MALDI i analizatorem mas TOFROZDZIAŁ 1
Wprowadzenie
Przełom wieków XIX i XX był okresem burzliwego rozwoju fizyki i chemii prowadzącego do sformułowania wielu teorii będących podstawą nowoczesnych fizykochemicznych metod analitycznych. Dzięki postępowi nauki w pierwszej połowie XX wieku możliwe stało się zaprojektowanie wielu nowych rozwiązań w dziedzinie spektroskopii, chromatografii i mikroskopii. Druga połowa XX wieku to wręcz lawinowy rozwój produkcji aparatury analitycznej umożliwiającej analizę składu chemicznego na niespotykanym dotąd poziomie stężeń, femtomoli (10^(–15)) – spektroskopia mas (MS), czy też attomomoli (10^(–18)) – spektroskopia MALDI-TOF. Krokiem milowym w tym okresie było wprowadzenie spektroskopii fotoelektronów (XPS), techniki umożliwiającej równoczesne określanie jakościowego i ilościowego pierwiastkowego składu chemicznego i rodzaju wiązań pomiędzy pierwiastkami znajdującymi się w próbkach, zarówno na ich powierzchni, jak i w głębi, i to bez konieczności ich rozpuszczania. Ten wielki postęp umożliwił prawie pełną analizę jakościową i również ilościową. Drugi rodzaj analizy, też przeżywającej burzliwy rozwój w drugiej połowie XX wieku, to różnego rodzaju mikroskopie. W tym okresie możliwym stało się obrazowanie pojedynczych atomów (mikroskopia tunelowania STM, sił atomowych AFM i wysokorozdzielcza mikroskopia elektronowa HREM).
Wraz z rozwojem nauki, techniki i technologii, a przede wszystkim zapotrzebowaniem społecznym na informacje o dostępnych produktach i otaczającym nas środowisku, w końcu XX wieku pojawiło się zapotrzebowanie nie tylko na techniki umożliwiające doskonałe badania strukturalne, oznaczania jakościowe i ilościowe, ale również na techniki pozwalające na przestrzenne umiejscowienie w badanej próbce oznaczanych substancji.
Rozwój medycyny, nauki, technologii i możliwości ochrony środowiska w wieku XXI zaczynają coraz bardziej zależeć od fizykochemicznych informacji przestrzennych. Rozwój nowoczesnej medycyny zależny jest m.in. od informacji o miejscu gromadzenia się danego metabolitu w organizmie, rodzaju narządu i miejsca, w którym gromadzi się dana substancja chemiczna. Identyfikacja chemiczna i umiejscowienie przestrzenne białek zmienionych lub obcych organizmowi ludzkiemu może umożliwić opracowanie metody terapii przestrzennie celowanej, jak i przygotowanie dla niej odpowiednich leków. Dalszy rozwój elektroniki, a przede wszystkim koszty produkcji urządzeń elektronicznych, zależą m.in. od identyfikacji miejsc mających wpływ na trwałość z jednoczesnym określeniem rodzaju chemicznych czynników odpowiadających za niezawodne działanie urządzenia. W dziedzinie ochrony środowiska lub jakości żywności coraz bardziej rozszerza się zakres wymagań dotyczących nie tylko oznaczanego poziomu stężeń, ale również identyfikacji nowych związków chemicznych, których wraz z upływem czasu nieustannie przybywa. Nie jest już wystarczającym określenie rodzaju struktury samego związku, ale staje się koniecznie określenie np. rodzaju jego izomeru.
Istniejące i przewidziane zapotrzebowanie na informacje fizykochemiczne spowodowały szybki rozwój dwóch grup metod analitycznych. Pierwsza grupa to metody umożliwiające obrazowanie chemiczne, czyli mikroskopia chemiczna, jak również oznaczenia ilościowe. Metody te to np. techniki obrazowania MALDI-TOF, spektroskopia XPS i Augera, mikroskopia FTIR, różne odmiany mikroskopii sił atomowych, SPM, czy też technika ICP-MS (jonizacja plazmowa z detekcją mas) połączona z techniką ablacji laserowej (LA). Wyniki uzyskane za pomocą technik obrazujących mogą umożliwić identyfikację, opracowanie i wdrożenie nowych biomarkerów chorób cywilizacyjnych u dobrze scharakteryzowanych grup osób (np. z predyspozycją do choroby i we wczesnej fazie choroby), mogą też umożliwić wczesną identyfikację patologicznych zmian strukturalnych w obrębie układów, narządów i komórek w trakcie przebiegu chorób cywilizacyjnych oraz mogą być połączone z dynamiczną oceną czynnościową. W psychologii i psychiatrii stosowane są różne techniki obrazowania aktywności mózgu, m.in. technika fNIRS. Mikroskopia FTIR ma wielkie zastosowanie w kryminalistyce do wykrywania mikrośladów substancji organicznych, co często umożliwia np. wykrycie przyczyn pożarów. W dziedzinie historii sztuki i archeologii techniki obrazowania chemicznego mogą umożliwić identyfikację retuszów lub też autentyczność danego dzieła.