WYZWANIA DLA CHEMII ANALITYCZNEJ

DEFINICJA „SKŁADNIKAŚLADOWEGO”TA WARTOŚĆ GRANICZNA JEST UMOWNA(Ulegała i będzie ulegać zmianie)30 lat temu za składnikśladowy uważanoanoskładnik obecny w próbce na poziomiestężężeń poniżej 0,1 % (1000 ppm).Quo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28-29.09.2011, Toruń5

JEDNOSTKI SŁUŻĄSŻĄCE DO WYRAŻANIA ANIA STĘŻĘŻEŃSKŁADNIKADNIKÓWŚLADOWYCH I ULTRAŚLADOWYCHLADOWYCHCzęść natysiącCzęść namilionCzęść nabilionCzęść natrylionCzęść nakwadrylionCzęść nakwintylionCzęść nasekstylionStężenieobjętościowo­objętościowevpth(ppthv/v)vpm(ppm v/v)vpb(ppb v/v)vpt(ppt v/v)vpq(ppq v/v)vpq ui(ppq ui v/v)vps(pps v/v)StężeniemasowomasoweppthppmppbpptppqppqppsStężenieprocentowe(%)10 ­110 ­410 ­710 ­1010 ­1310 ­1610 ­1910 ­22Ilość analituw próbce omasie 1grama1miligram(1 mg)1mikrogram(1 μg)1nanogram(1 ng)1pikogram(1 pg)1femtogram(1fg)1attogram(1 ag)1zeptogram(1 zg)1joktogram(1 yg)Quo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28‐29.09.2011, ToruńQuo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28-29.09.2011, Toruń6

POJĘCIA PODSTAWOWEC –stężenie analitunajwyższe dopuszczalne stężenie(NDS, MDS)C QL –granica oznaczalności(Quantitation Limit –QL)C DL –granica wykrywalności(Detection Limit –DL)0Quo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28-29.09.2011, Toruń7

PROBLEM WARTOŚCI„ZERO”W ANALITYCE CHEMICZNEJSzczególnie istotny w analityce składnikówśladowych.Rażącym BŁĘDEM jest podawanie wyników(stężenie, zawartość) analizy w postaci zera.Zalecane jest wprowadzenie następującychinformacji.Nie wykryton.w – n.d< LOD (podać wartość liczbową)Nie oznaczonon.o – n.q< LOQ (podać wartość liczbową)Quo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28-29.09.2011, Toruń8

INNE PODEJŚCIE– CZYSTOŚĆMATERIAŁUOkreślenie stopnia czystościLiczba „dziewiątek” N% [m/m]Suma zanieczyszczeń[ppm]Przykłady materiałów1. Typowe wyroby przemysłu u metalurgicznego2N5 99,5 5000 WC, TiC2N85 99,85 1500 Al i jego stopy2. Czyste metale3N 99,9 1000 Nb, Ta3N7 99,97 300 Mo4N 99,99 100 W, Ta + GC3. Materiały y wysokiej czystości ci (High Purity Materials­HPHP) ) (Ultra High Purity Materials­ UHP)5N 99,999 10 HP­Mo, W, Al6N 99,9999 1 UHP­Mo, W, Al7­9 N 0,1­0,001 Si (4000 t/r)7N 99,99999 0,1 Procesy chemiczne dla9N 99,999999 0,001mikroelektroniki11N 99,999999999 10 ­5 Ge (najczystsza substancjawyprodukowana przezczłowieka)Quo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28-29.09.2011, Toruń9

NAJCZYSTSZY WYTWORZONY MATERIAŁGERMAN (Ge)11 NGe 99,999999999 %∑ zanieczyszczeń 0,000000001 %∑ zanieczyszczeń 10 pptW próbce Ge o masie 1 gramasuma zanieczyszczeń wynosi 10nanogramów w (ng(ng) ) !!!Quo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28-29.09.2011, Toruń10

PRACA ANALITYKÓW – ODPOWIEDŹ NAZAPOTRZEBOWANIE SPOŁECZNESPOŁECZEŃSTWO(Zapotrzebowanie nainformacje)NOWE WYZWANIADLA ANALITYKÓWW ZAKRESIE:­ nauki­ technikiANALITYKACHEMICZNAPROBLEMYANALITYCZNEBadania naukowe iprace rozwojoweKSZTAŁCENIESPECJALISTÓWWYKORZYSTANIE­ technik i metodykanalitycznych­ aparatury kontrolnopomiarowejINFORMACJE IOSIĄGNIĘCIA W INNYCHDZIEDZINACH NAUKI ITECHNIKIQuo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28-29.09.2011, Toruń11

ZAPOTRZEBOWANIE NA INFORMACJEANALITYCZNEWyniki analizy reprezentatywnych próbekpowinny być źródłem informacji niezbędnych do:Określenia stanu (jakości) badanego obiektumaterialnego;Potwierdzenia postawionej hipotezy badawczej,Podjęcia właściwej decyzji (administracyjnej,gospodarczej i prawnej);Podniesienia poziomu świadomościspołeczeństwa.Quo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28-29.09.2011, Toruń12

WYKORZYSTANIE INFORMACJI ANALITYCZNYCHKRYMINALISTYKAbadanie materiałów dowodowychwykrywanie narkotykówROLNICTWObadanie jakości glebbadanie jakości plonówPRZEMYSŁkontrola procesu technologicznegoBADANIAŻYWNOŚCIINFORMACJEANALITYCZNEBADANIANAUKOWE IROZWOJOWEOCHRONA ŚRODOWISKAkryteria jakościmonitoringrekultywacjaMEDYCYNAdiagnostyka medycznatoksykologiabadanie lekówQuo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28-29.09.2011, Toruń13

WZROST ZALUDNIENIA A PRODUKCJA CHEMICZNAogólnoświatowa produkcja substancji i odczynników chemicznychwzrost zaludnieniaPlanowany wskaźnik wzrostuRokZałożenia:‐produkcja wyrobów chemicznych wzrasta o 3% w skali roku‐zaludnienie globu wzrasta w tempie 0,77% / rokŹródło: OECD Raport, 2001Quo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28-29.09.2011, Toruń14

LICZBA ZNANYCH ZWIĄZKZKÓW W CHEMICZNYCHLiczba znanych substancji chemicznych(organicznych i nieorganicznych): 51 254 327Liczba znanych reakcji chemicznych(jednoetapowych i wieloetapowych): 21 327 729Liczba związków chemicznych dostępnych w obrociehandlowym: 37 783 505Liczba związków chemicznych podlegającychuregulowaniom prawnym: 279 594źródło: : CHEMICAL ABSTRACT SYSTEM (CAS)12/04/2009 00:06:37 ESTJAK DOTRZEĆ DO AKTUALNYCH DANYCH?http://www.cas.orgwww.cas.org/cgi­bin/cas/regreport.plQuo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28-29.09.2011, Toruń15

ZRÓWNOWAWNOWAŻONY ONY ROZWÓJPrzesłanki do zmiany w sposobie działalnościchemików i technologówQuo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28-29.09.2011, Toruń16

KLASYCZNACHEMIAANALITYCZNASYSTEM JAKOŚCIProjektowanie,planowanie, kontrolajakości, oszacowaniejakości, wprowadzeniezmian, korektANALITYKACHEMICZNAM. Valcarcel, A. Ros, TrAC, 13, 17 (1994)Quo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28-29.09.2011, Toruń17

SPÓJNOŚĆJAKOŚĆ WYNIKÓWPOMIARÓWANALITYCZNYCHWALIDACJAPROCEDURANALITYCZNYCHNIEPEWNOŚĆMATERIAŁYODNIESIENIABADANIAMIĘDZYLABORATORYJNEElementy składowe systemu kontroli i zapewnienia jakości wynikówpomiarów analitycznychQuo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28-29.09.2011, Toruń18

CZĘSTOTLIWOSTOTLIWOŚĆPOPEŁNIANIA BŁĘBŁĘDÓW W NAPOSZCZEGÓLNYCH ETAPACH PROCEDURY ANALITYCZNEJ-100% -50% -1% 0 +1% +50 % +100%POBIERANIE PRÓBEKTRANSPORTPRZECHOWYWANIEPRZYGOTOWANIEPRÓBEKANALIZAINSTRUMENTALNAOBRÓBKA DANYCH POMIAROWYCHKontrola i zapewnienie jakościwyników pomiarówWYNIK KOŃCOWY ANALIZYQuo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28-29.09.2011, Toruń19

WYZWANIA W ZAKRESIE ANALITYKI CHEMICZNEJBADANY OBIEKT MATERIALNYPobieranie próbekTransport i przechowywaniepróbekNADAL KRYTYCZNE(OBARCZONE DUŻĄNIEPEWNOŚCIĄ) ETAPYPROCEDUR ANALITYCZNYCHPrzygotowanie próbekdo analizyOznaczenia końcoweDOBRZE ZBADANEI SCHARATKERYZOWANE ETAPYPROCEDUR ANALITYCZNYCHObróbka danychINFORMACJE O SKŁADZIE BADANEGOOBIEKTU MATERIALNEGOQuo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28-29.09.2011, Toruń20

WYZWANIA METODYCZNEWPROWADZENIE KONCEPCJIZRÓWNOWAŻONEGO ROZWOJU DOLABORATORIÓW ANALITYCZNYCHZIELONA CHEMIAANALITYCZNAPoszukiwanie nowych bezpośrednich technik analitycznychBezrozpuszczalnikowe techniki przygotowania próbek do analizyNOWE CZYNNIKI EKSTRAKCYJNEWykorzystanie cieczy jonowych na etapie przygotowania próbek do analizy­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­Zastosowanie wody w stanie podkrytycznym jako dogodnego czynnikaekstrakcyjnego (Subcritical Hot Water Extraction –SHWE)CZYNNIKI WSPOMAGAJĄCE OPERACJE I CZYNNOŚCI W LABORATORIUMCHEMICZNYMZastosowanie promieniowania mikrofalowego­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­Zastosowanie promieniowania ultradźwiękowego­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­Zastosowanie promieniowania UVMiniaturyzacja urządzeń i integracja systemów analitycznychOcena uciążliwości środowiskowej laboratorium i metodykanalitycznych – zastosowanie technikiOCENA CYKLU ŻYCIA (LCA)Quo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28-29.09.2011, Toruń21

PARAMETRY DECYDUJĄCE CE O „ZIELONOŚCI”TECHNIK EKSTRAKCYJNYCH Skala procesu; Poziom automatyzacji; Sposób uwalniania zatrzymanych analitów:• desorpcja termiczna;• elucja za pomocą „zielonego” rozpuszczalnika. Sposób połączenia z przyrządem pomiarowym;• on‐line;• off‐line. Miejsca realizacji operacji:• insitu;• w laboratorium.Quo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28-29.09.2011, Toruń22

PRZYKŁADOznaczanie aldryny w wodzieW SPISIE METODYK ANALITYCZNYCH ZALECANYCH PRZEZ U. S. EPA (U. S. EPANational Environmental Methods Index­ NEMI) dostępne są dwie metodyki, któremożna wykorzystać do tego celu:– U. S. EPA Metoda nr 525.2 ( SPE‐GC‐MS)– U. S. EPA Metoda nr 505 (SPME‐GC)R. Majors, D. Raynie, LC GC Europe, 24, 78­91 (2011)Quo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28-29.09.2011, Toruń24

KOMPAS EKOINNOWACYJNOŚCICIUżyteczne narzędzie do oceny wpływu produktulub usługi na środowisko. Zostało onozaproponowane przez koncern Dow ChemicalCompany oraz Światową Radę Biznesu na RzeczZrównoważonego Rozwoju (World BussinessCouncil for Sustainable Development­ WBCSD).[1] C. Fussler, P. James, Driving Eco­innovation­ A Breakthrough Discipline for Innovation ansSustainability, Pitman Publishing, London (1996)[2] D. Brown, J. Green, F. Hall, S. Rocchi, P. Rutter, A. Dearing, Building a Better Future­ Innovation,Technology and Sustainable Development­ A Progress Report, World Business Council forSustainable Development (2000)Quo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28-29.09.2011, Toruń25

KIERUNKI DZIAŁALNOALNOŚCI INNOWACYJNEJ PROWADZĄCE DOZMNIEJSZENIA ODDZIAŁYWANIAŚRODOWISKOWEGODANEGO PRODUKTU LUB USŁUGI UGI (CD.)SKALA: 0 ­ 50­ zmniejszenie > 50 %1­ zmniejszenie < 50 %2­ brak zmian3­ wzrost < 100 %4­ dwukrotny wzrost5­ czterokrotny wzrost[1] C. Fussler, P. James, Driving Eco­innovation­ A Breakthrough Discipline for Innovation ans Sustainability, Pitman Publishing,London (1996)[2] D. Brown, J. Green, F. Hall, S. Rocchi, P. Rutter, A. Dearing, Building a Better Future­ Innovation, Technology and SustainableDevelopment­ A Progress Report, World Business Council for Sustainable Development (2000)Quo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28-29.09.2011, Toruń26

NARZĘDZIA DO POMIARU „ZIELONEGO”CHARAKTERU CHEMIII. Czynnik środowiskowy(Environmental factor­ E­Factor)II.Współczynnikśrodowiskowy(Environmental quotient­ EQ)III. Wydajność masowa reakcji (Effective Mass Yield ­ EMY)IV. Ekonomia atomów (Atom Economy ­ AE) lubEfektywność atomów (Atom Efficiency ­ AE)V. Efektywność masowa reakcji (Reaction Mass Efficiency ­ RME)VI. Wydajność węglowa (Carbon Efficiency ­ CE)VII. Efektywnośćrozpuszczalnikowa (Solvent Efficiency ­ SE)VIII.Intensywność masowa (Mass Intensity ­ MI)Quo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28-29.09.2011, Toruń27

OCENA CYKLU ŻYCIA(LIFE CYCLE ASSESSMENT­ LCA)Narzędzie do oceny porównywania uciążliwościstosowanych procedur analitycznych ze względu na:Zużycie odczynników;Zużycie energii;Emisja zanieczyszczeń;Ilość odpadów.W sposób holistyczny zgodnie z założeniami „od kołyskido grobu” („from cradle to the grave”)TO NOWE WYZWANIE – I MOŻLIWOLIWOŚĆPUBLIKACJICIEKAWYCH PRAC!Quo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28-29.09.2011, Toruń28

FAŁSZYWY POGLĄD„Mam doskonały sprzęt to jestemznakomitym analitykiem i rozwiążekażdy problem”Operator sprzętu analitycznego to niejest CHEMIK ANALITYK.Quo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28-29.09.2011, Toruń29

NOWOCZESNE PRZYRZĄDY SĄSPOTRZEBNE, ALE TOTYLKO WARUNEK KONIECZNY LECZNIEWYSTARCZAJĄCY,CY,ABY PRZEPROWADZIĆ BADANIA ANALITYCZNE.KONIECZNE JEST RÓWNIERWNIEŻ:Zrozumienie chemizmu procesu analitycznegoWłaściwa interpretacja wyniku końcowego jako źródłainformacji o składzie badanego obiektu, zjawisk i procesóww nim zachodzących.Quo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28-29.09.2011, Toruń30

KONSEKWENCJE „Tak mi wyszło”; Nieoczekiwane „rewolucyjne” teorie; Podaje się wyniki bez oceny ichmiarodajności (prace doktorskie,rozprawy habilitacyjne z dziedzin niezwiązanych z chemią analityczną).Quo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28-29.09.2011, Toruń31

Chemia analityczna we współczesnymświecie. Zadania i perspektywyA. Hulanicki, J. Namieśnikrozdział do opracowaniapt. MISJA CHEMII(redaktor: B. Marciniec)Quo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28-29.09.2011, Toruń33

WARTO ODWIEDZIĆ!http://www.pg.gda.plwww.pg.gda.pl/chem/Katedry/Analityczna/Quo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28-29.09.2011, Toruń34

http://www.pg.gda.plwww.pg.gda.pl/chem/Katedry/Analityczna/Kursy indywidualne „Na zamówienie”kierownik kursu: w zależności od tematykiChromatografia Gazowa ­ poziom podstawowykierownik kursu: dr inż. Bożena ZabiegałaAspekty praktyczne wykorzystania Chromatografii Gazowejkierownik kursu: dr hab. Lidia WolskaKontrola i jakość wyników pomiarów analitycznychkierownik kursu: dr hab. inż. Piotr KonieczkaWysokosprawna Chromatografia Cieczowa –zakres ogólny, w tym poziom podstawowykierownik kursu: dr hab. inż. Agata Kot­WasikWysokosprawna Chromatografia Cieczowa ­ poziom zaawansowanykierownik kursu: dr hab. inż. Agata Kot­WasikPrzygotowanie próbek do analizykierownik kursu: dr hab. inż. Agata Kot­WasikABC techniki SPEkierownik kursu: dr hab. inż. Agata Kot­WasikTechnika Wysokosprawnej Chromatografii Cieczowej w analizie żywnościkierownik kursu: dr hab. inż. Agata Kot­WasikQuo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28-29.09.2011, Toruń35

KSIĄŻĄŻKIQuo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28-29.09.2011, Toruń36

EUROPEAN MASTER IN QUALITY IN ANALYTICALLABORATORIES ­ EMQALUniversity of Algarve (Portugal, PT)University of Barcelona (Spain, ES)University of Bergen (Norway, NO)University of Cadiz (Spain, ES)Gdansk University of Technology (Poland, PL)Quo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28-29.09.2011, Toruń37

The exploitation of white cabbage for phytoremediation and biofumigation of soils(AGROBIOKAP)Priority axis:1. Research and development of novel technologiesAction:1.3. Support for R+D projects carried out by scientific institutions on behalf of industrial companiesSub-action:1.3.1. Development projectsNo. of project:WND-POIG.01.03.01-00-138/09Recommended subsidy:3 391 950,00 PLNProject deadline:01.07.2007-01.07.2013CONTACTGdansk University of Technology, Chemical FacultyG. Narutowicza 11/12 Str., 80-233 Gdańskphone/fax: 0048 58 347 26 25e-mail: agrobiokap@chem.pg.gda.plhttp://www.chem.pg.gda.pl/agrobiokap/Project co-financed by European Union from European Regional Development Fundin a framework of the Innovative Economy Operational Programme 2007-2013Quo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28-29.09.2011, Toruń38

Zdrowia i jeszcze raz zdrowia…VITA SINE LITTERIS MORS EST.(Życie bez wiedzy jest śmiercią).Jacek NamieśnikQuo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28-29.09.2011, Toruń40

DZIĘKUJKUJĘ ZA UWAGĘ!Quo vadis life science? Quo vadis chemistry?, 28-29.09.2011, Toruń41