Гібридні методи

 Серед найбільше що інтенсивно розвиваються в останні роки аналітичних методів важливе місце належить газовій хроматографії. Вона типова  для методів, які називають гібридними. Тут злиті воєдино спосіб поділу (хроматографична колонка) і спосіб неселективного визначення розділених компонентів (детектор). Така гібридизація реалізується в одному компактному приладі. Таким чином, гібридними вважаються способи аналізу, у яких органічно об'єднане поділ і визначення. Це об'єднання - не просто послідовне використання двох прийомів. З'являється нова якість; методи поділу й визначення утворять не «механічну суміш», а нове «хімічна сполука».

Розгляд таких методів, які доцільно виділити в окрему групу, варто почати з газової хроматографії - винятково важливого прийому аналізу, що знайшов широке застосування головним чином в аналізі органічних сполук. Метод сходить до фундаментальної роботи Мартіна й Синджа, у якій була запропонована розподільна хроматографія. У газовій хроматографії рухлива фаза газоподібна, а нерухомої може бути просто тверда поверхня (газо-адсорбційна хроматографія) або тонкий шар рідини, нанесений на тверду поверхню (газо-рідинна). Поділ суміші заснований на різному розподілі компонентів між цими фазами.

Газова хроматографія дозволяє розділяти й визначати речовини, що володіють значною  летючістю й термічною стійкістю. Багато органічних сполук мають такі властивості. Достоїнства газової хроматографії - високий ступінь поділу, відносна простота, низька межа виявлення, можливість автоматизації.

Розвиток цього методу, випуск зроблених хроматографів дозволили вирішити багато складних завдань аналізу нафтопродуктів, полімерних матеріалів, синтетичних кислот, спиртів, біологічно активних речовин і багатьох інших об'єктів. Вітчизняні фахівці в цій області - А.А.Жуховицький, Н.М.Туркельтауб, А.В.Кісєльов, В.Г.Березкин, К.И.Сакодинський і багато хто інших - внесли великий вклад у розвиток методу. Запропоновано багато нових варіантів газової хроматографії, налагоджений випуск апаратур для газової хроматографії. Хроматографи серії «Кольори» відзначені державною премією.

Успіхи газової хроматографії можна ілюструвати на прикладі її використання в одній лише галузі - у нафтохімії. Це основний метод аналізу в нафтохімічному виробництві. Більша експресність визначень, низька межа виявлення й простота експерименту роблять свою справу: близько 90 % всіх аналізів у даній галузі доводиться на частку газової хроматографії.

Хоча найбільше поширення газова хроматографія одержала в аналізі сумішей органічних речовин, вона придатна й для цілей неорганічного аналізу Деякі сполуки металів мають досить високу летючість і термічну стійкість. Це гідриди, деякі хлориди й особливо внутрішньокомплексні сполуки. У якості реагенти, які утворюють такі внутрішньокомплексні сполуки, зарекомендували себе -дикетони, насамперед фторовані.

Існує багато центрів досліджень в області газової хроматографії. Роботи вітчизняних фахівців з газової хроматографії добре відомі за рубежем.

Дуже велика й література по газовій хроматографії.

До числа основних завдань в області газової хроматографії ставиться завдання поліпшення поділу компонентів сумішей. Для цієї мети ефективне використання так званих реакційних методів, тобто методів, що включають хімічні реакції. Хімічна обробка можлива на різних стадіях процесу, наприклад при поділі амінокислот потрібно спочатку захистити активні функціональні групи, при аналізі високополімерних речовин застосовують гідроліз.

Для збільшення вибірковості газохроматографичного визначення  потрібна розробка селективних детекторів. Інші завдання включають збільшення  експресійності аналізу, що може бути досягнуто, зокрема, підвищенням тиску аж до 2-3 млн. Па,  а також розробку методів визначення мікродомішок.

Як детектор для визначення компонентів, розділених у газохроматографичному стовпчику, можна використати мас-спектрометр. У цьому випадку ми одержуємо ще більш складний гібрид: систему газовий хроматограф - мас-спектрометр. Ця комбінація одержала широке поширення також і за рубежем, причому як третій елемент пристрою виступає ЕОМ. Таке сполучення забезпечує експресійність визначень, низька межа виявлення. Ця комбінація обрана в США для оснащення державних лабораторій контролю якості природних вод. Інша система з тих же компонентів використовується для ідентифікації лікарських речовин і їхніх метаболітів, що містяться в організмі людини, наприклад у крові. Установка дозволяє швидко ідентифікувати більше 400 ліків, їхніх метаболітів, природних речовин, що втримуються в організмі, і різних домішок.

Після того як були розроблені ефективні детектори для розчинів, бурхливо почала розвиватися високошвидкісна рідинна хроматографія під тиском. Це - один з аналітичних методів з більшим майбутнім, які дуже швидко розвиваються.

 Поширені й інші гібридні методи. Не можна не назвати екстракційно-фотометричне визначення елементів і сполук - фотометрування пофарбованої сполуки, екстрагованого з водної фази або утвореного в екстракті шляхом додавання якого-небудь реагенту після екстракції. До екстракційно-фотометричним не слід відносити методи, що включають фотометричне визначення після реекстракції або розкладання екстракту. Нашими хіміками-аналітиками розроблене величезне число екстракційно-фотометричних прийомів, багато хто з яких набутили масового застосування не тільки в нашій країні, але й в інших країнах. Це, наприклад, визначення сурми у вигляді асоціата її хлоридного комплексу із кристалічним фіолетовим або іншими основними барвниками. Можна назвати також визначення ніобію з роданід-іоном, титану з роданідом і діантипирилметаном. Ефективні й аналогічні екстракційно-люминесцентні методи. У сполученні з екстракцією застосовуються атомно-абсорбційні й полум'яно-фотометричні методи, емісійний спектральний аналіз, полярографія.

Особливо важливі екстракційно-атомно-абсорбційні методи; це теж дуже характерний гібридний метод. Введення в полум'я органічного екстракту часто поліпшує умови розпилення в порівнянні з розпиленням водяних розчинів. Оскільки органічні розчинники здебільшого горючі, з їхнім введенням росте температура полум'я, це, у свою чергу, забезпечує зниження межі виявлення. Крім того, усунення стадії реекстракції або розкладання екстракту спрощує й прискорює аналіз. Цей прийом широко застосовується в усьому світі, розповсюджений він у наших аналітичних лабораторіях.