asti 31 ottobre/IC-Seminario_Vino

Applicazioni
Analisi in IC del vino - Ottobre 2012 – A. Lionello & C. Palmieri
1
Teoria della IC
Contenuti

Cos’è la cromatografia ionica?

Come funziona ?

Quali detector possono essere utilizzati ?

Quali analiti possono essere rilevati ?
Analisi in IC del vino - Ottobre 2012 – A. Lionello & C. Palmieri
Cromatografia
• «cromatografia» è un nome generale che include più tecniche analitiche
• avviene un processo di separazione chimico-fisica
• I componenti sono separati da una fase stazionaria ed una mobile
Fase mobile
Fase stazionaria
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liquida
solida
(HPLC - IC)
Cromatografia
Configurazione classica
HPLC / IC
System
Eluent
Pump
Injector
Column
Detector
Suppressor
HPLC / IC System
with Suppression
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A. Lionello/C. Palmieri:
Compact IC
881 Compact IC
Eluent
Pump
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Injector
Column Suppressor Detector
A. Lionello/C. Palmieri:
Configurazione generale di un IC
Detector
Soppressore
Fase Mobile
(Eluente)
Valvola di
iniezione
Pompa ad alta
pressione
Colonna
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La Cromatografia Ionica
Meccanismo di separazione
Anioni
Analisi in IC del vino - Ottobre 2012 – A. Lionello & C. Palmieri
Cromatografia
Scambio ionico
Meccanismo di separazione dei Cationi
La fase mobile e l’analita competono nell’equilibrio con la fase stazionaria
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A. Lionello/C. Palmieri:
Cromatografia
Esclusione Ionica
Meccanismo di separazione per gli Anioni
Interazione lipofilica tra analiti e fase stazionaria
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A. Lionello/C. Palmieri:
Cromatogramma
12
2
11
Analyte
fluoride
chloride
nitrite
bromide
nitrate
phosphate
sulphate
conc.
[ppm]
10
10
10
10
10
10
10
10
Conductivity [µS/cm]
Peak
1
2
3
4
5
6
7
Retention
time
[min]
3.36
5.39
6.64
8.48
9.89
12.53
14.69
9
1
8
5
7
7
4
6
3
5
4
6
3
2
1
Tempo di ritenzione  identificazione
Area del picco
0
0
1
2
3
 quantificazione
Analisi in IC del vino - Ottobre 2012 – A. Lionello & C. Palmieri
4
5
6
7
8
9
time [min]
10
11
12
13
14
15
16
1
Rivelatore
Conducibilità
Cos’è la conducibilità?
1
  * Kc
R
R
= resistance []

Misura della conducibilità elettrica degli ioni in soluzione

Cella con campo elettrico tra due eletttrodi

Gli ioni migrano all’interno della cella (anioni verso l’anodo,
cationi verso il catodo)

La resistenza del liquido all’interno della cella viene
misurata

La conducibilità è il reciproco della resistenza
Kc = cell constant [1/cm]

= specific conductivity
[1/  or S]
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A. Lionello/C. Palmieri:
La Cromatografia Ionica
Detector Conduttimetrico Cationi
I
II
III
IV
V
VI VII
VIII
I
II
III
IV
V
VI VII VIII
H
Li
He
Be
B
C
N
O
F
Ne
Na Mg
Al
Si
P
S
Cl
Ar
Cu Zn Ga Ge As
Se
Br
Kr
K
Ca Sc
Ti
Sr
Y
Zr
Nb Mo Tc
Cs Ba
La
Hf
Ta
Ra Ac
Ku
Rb
Fr
V
Cr Mn Fe Co
W
Ni
Ru Rh Pd Ag Cd
Re Os
Ir
Pt
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Au Hg
In
Sn Sb
Te
I
Xe
Tl
Pb
Po
At
Rn
Bi
La Cromatografia Ionica
Detector Conduttimetrico Anioni
I
II
III
IV
V
VI VII
VIII
I
II
III
IV
V
VI VII VIII
H
Li
He
Be
B
C
N
O
F
Ne
Na Mg
Al
Si
P
S
Cl
Ar
Cu Zn Ga Ge As
Se
Br
Kr
K
Ca Sc
Ti
Sr
Y
Zr
Nb Mo Tc
Cs Ba
La
Hf
Ta
Ra Ac
Ku
Rb
Fr
V
Cr Mn Fe Co
W
Ni
Ru Rh Pd Ag Cd
Re Os
Ir
Pt
Analisi in IC del vino - Ottobre 2012 – A. Lionello & C. Palmieri
Au Hg
In
Sn Sb
Te
I
Xe
Tl
Pb
Po
At
Rn
Bi
Rivelazione
UV/VIS detector

Misura dell’assorbanza A

Assorbanza A è proporzionale alla concentrazione dell’analita
in accordo con la legge di Beer

UV: 190 – 400 nm, VIS: 400 – 900 nm
assorbanza A = - log I1/ I0 = ε. c . l
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La Cromatografia Ionica
UV/VIS Detector e UV/VIS Detector dopo Derivatizzazione
I
II
III
IV
V
VI VII
VIII
I
II
III
IV
V
VI VII VIII
H
Li
He
Be
B
C
N
O
F
Ne
Na Mg
Al
Si
P
S
Cl
Ar
Cu Zn Ga Ge As
Se
Br
Kr
K
Ca Sc
Ti
Sr
Y
Zr
Nb Mo
Tc
Cs Ba
La
Hf
Ta
Re Os
Ra Ac
Ku
Rb
Fr
V
Cr Mn Fe Co
W
Ni
Ru Rh Pd Ag Cd
Ir
Analisi in IC del vino - Ottobre 2012 – A. Lionello & C. Palmieri
Pt
Au Hg
In
Sn Sb
Te
I
Xe
Tl
Pb
Po
At
Rn
Bi
Rivelazione
Detector Amperometrico





Amperometria con potenziale fisso (DC) o pulsato (DP)
Elettrodo di lavoro in Pt/Ag/Au/GC
Elettrodo di riferimento in Ag/AgCl
Elettrodo ausiliario in Ti
Esempi di applicazioni:
– ioduri
– cianuri
– solfuri
– fenoli
– carboidrati
Analisi in IC del vino - Ottobre 2012 – A. Lionello & C. Palmieri
La Cromatografia Ionica
Detector Amperometrico DC e PAD
I
II
III
IV
V
VI VII
VIII
I
II
III
IV
V
VI VII VIII
H
Li
He
Be
B
C
N
O
F
Ne
Na Mg
Al
Si
P
S
Cl
Ar
Cu Zn Ga Ge As
Se
Br
Kr
K
Ca Sc
Ti
Sr
Y
Zr
Nb Mo
Tc
Cs Ba
La
Hf
Ta
Re Os
Ra Ac
Ku
Rb
Fr
V
Cr Mn Fe Co
W
Ni
Ru Rh Pd Ag Cd
Ir
Analisi in IC del vino - Ottobre 2012 – A. Lionello & C. Palmieri
Pt
Au Hg
In
Sn Sb
Te
I
Xe
Tl
Pb
Po
At
Rn
Bi
Pretrattamento del campione in linea
Ultra Filtrazione a 0,2 µm
Dialisi a 1 KD
Diluizione
• Ridurre al minimo le operazioni manuali
• Risparmiare tempo e denaro
• Incrementare la precisione e la riproducibilità dei risultati
• Abbassare i limiti di determinazione
• Risolvere problemi analitici per nuove applicazioni IC
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Ultrafiltrazione in linea Metrohm
Filtrazione a 0,2 µm
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Dialisi in linea Metrohm
Cut off 1000 dalton
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Analisi in IC del vino - Ottobre 2012 – A. Lionello & C. Palmieri
Dialisi in linea
Pore Size Chart
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Diluizione Logica in linea Metrohm
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Diluizione Logica in linea Metrohm
Aspirazione del campione
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Diluizione Logica in linea Metrohm
Spostamento nella cella di diluizione
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Diluizione Logica in linea Metrohm
Diluizione e miscelazione
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Diluizione Logica in linea Metrohm
Trasferimento del campione diluito
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Applicazioni
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29
Bevande
Ammine Biogene nel Vino
Metrosep C 1-125/4,6
Sodio
Potassio
Magnesio
mg/L
91
943
95
Calcio
93,5
Putrescina
1,92
Cadaverina
0,502
Istamina
0,603
Aggiunta di 0,5ppm di ammine
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Bevande
Ammine Biogene nel Vino
Stato
Limiti Istamina [mg/L]
Belgio
6
Germania
2
Finlandia
5
95
Francia
8
Calcio
93,5
Olanda
3.5
Putrescina
1,92
Svizzera
10
Metrosep C 1-125/4,6
Sodio
Potassio
Magnesio
mg/L
91
943
Cadaverina
0,502
Istamina
0,603
Aggiunta di 0,5ppm di ammine
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Bevande
Anioni e Acidi Organici nel Vino
Asupp 16-250
mg/L
Ac. lattico
4970
Cloruri
Ac. Malico
Ac. Tartarico
50
416
5437
Nitrati
n.d.
Solfati
882
Ac. Ossalico
1,35
Fosfati
1209
Diluizione 1:50 e
Ultrafiltrazione 0,2um in linea
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Bevande
Anioni e Acidi Organici nel Vino
Asupp 10-150
min
Cloruri
3.4
Fosfati
6.9
Ac. Malico
8.5
Solfiti
9.5
Nitrati
10.6
Ac. Tartarico
11.6
Solfati
15.5
Diluizione 1:50 e
Ultrafiltrazione 0,2um in linea
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Bevande
Anioni e Solfiti nel Vino
Asupp 10-75
Cloruri
Nitriti
mg/L
227
0,190
Fosfati
714
Solfiti
31
Nitrati
1007
Solfati
333
Diluizione 1:10 e
Ultrafiltrazione 0,2um in Linea
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Bevande
Acidi Organici nel Vino
Organic Acid
mg/L
1 Fosfati
418
2 Citrati
20.0
3 Galatturonati
4 Tartrati
100
2186
5 Malati
119
6 Succinati
788
7 Acetati
198
8 Lattati
1928
Diluizione 1:50 e
Ultrafiltrazione in Linea
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Bevande
1 Rame
0.484
200
2 Zinco
0.993
3 Manganese
2.427
4 Ferro II
2.022
Copper 0.484
Ultrafiltrazione in Linea
150
1
100
Iron 2.022
mAU
Manganese 2.427
mg/L
Asupp 10 - 150
Vino rosso
Zinc 0.993
Metalli di transizione nel Vino
2
Abs.1
50
0
1
Analisi in IC del vino - Ottobre 2012 – A. Lionello & C. Palmieri
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
min
Zuccheri
Carboidrati
Metrosep Carb 1 – 250
mg/L
1 Inositolo
5.00
2 Arabitolo
10.00
3 Sorbitolo
10.00
4 Fucosio
10.00
5 Arabinosio
10.00
6 Glucosio
10.00
7 Xilosio
10.00
8 Fruttosio
10.00
9 Lattosio
10.00
10 Saccarosio
10.00
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Carboidrati
Zuccheri nel Vino
Vino rosso francese
nA
Carb 1 -250
[mg/L]
3500
1
1
Ethanol
n.q.
2
Xylitol
38.3
3
Arabitol
45.2
4
Sorbitol
105.7
5
Mannitol
108.3
6
Arabinose
168.9
7
Glucose
533.2
3000
2500
2000
7
1500
4
8
Galactose
5
2 3
81.6
6
8
1000
9
Fructose
9
743.6
Cell
0 1
2
3
4
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5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 min
Carboidrati
Zuccheri nel Vino
Vino bianco svizzero
nA
Carb 1 -250
1
[mg/L]
1
Ethanol
n.q.
2
Xylitol
7.1
3
Arabitol
13.8
2000
1800
1600
4
Sorbitol
20.8
5
Mannitol
54.2
1400
6
Arabinose
46.7
1200
7
Glucose
442.8
7
9
1000
8
Galactose
9
Fructose
61.0
1870.1
5
4
2 3
6
8
800
Cell
0 1
2
3
4
Analisi in IC del vino - Ottobre 2012 – A. Lionello & C. Palmieri
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 min
Bevande
Anioni nella birra
Metrosep A Supp 10 – 100
3 Cloruri
79.4
7 Fosfati
290
10 Solfiti
10.3
11 Nitrati
4.3
12 Solfati
128
13
5.7
Ossalati
mg/L
Diluizione: 1:10
Limiti: 50mg/L
(birra a ridotto contenuto
alcolico, max 20mg/L)
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C
Bevande
Anioni nella birra
Metrosep A Supp 10 – 100
3 Cloruri
79.4
7 Fosfati
290
10 Solfiti
10.3
11 Nitrati
4.3
12 Solfati
128
13
5.7
Ossalati
mg/L
Diluizione: 1:10
Limiti: 50mg/L
(birra a ridotto contenuto
alcolico, max 20mg/L)
Analisi in IC del vino - Ottobre 2012 – A. Lionello & C. Palmieri
C
Bevande
Oligosaccaridi in estratti di Malto
A Supp 16 – 250
mg/L
1 Glucosio
5
2 Maltosio
5
3 Maltotriosio
10
4 Maltotetrosio
10
5 Maltopentosio
20
6 Maltoesaosio
30
7 Maltoeptosio
40
Detector: Elettrochimico
Analisi in IC del vino - Ottobre 2012 – A. Lionello & C. Palmieri
OIV
Interferenze
Analisi in IC del vino - Ottobre 2012 – A. Lionello & C. Palmieri
OIV Interferenze
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OIV Interferenze
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Grazie per l’attenzione
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