velikost textu

Vývoj a použití elektrochemického průtokového detektoru s obnovitelnou náplní

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Vývoj a použití elektrochemického průtokového detektoru s obnovitelnou náplní
Název v angličtině:
Development and application of electrochemical flow-through detector with renewable working material
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Jan Mika
Školitel:
RNDr. Hana Dejmková, Ph.D.
Oponenti:
RNDr. Karolina Pecková, Ph.D.
Ing. Radovan Metelka, Ph.D.
Konzultant:
prof. RNDr. Jiří Zima, CSc.
Id práce:
128330
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra analytické chemie (31-230)
Program studia:
Analytická chemie (P1403)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
11. 10. 2019
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Klíčová slova:
Coulometrická detekce Obnovitelný pracovní materiál Porézní detektor Skelný uhlík Měděná elektroda HPLC Průtoková injekční analýza
Klíčová slova v angličtině:
Coulometric detection Renewable working material Porous detector Glassy carbon Copper electrode HPLC Flow injection analysis
Abstrakt:
ABSTRAKT Tato disertační práce byla věnována vývoji a základnímu testování nového porézního elektrochemického detektoru pro průtoková uspořádání, zejména pro průtokovou injekční analýzu (FIA) a kapalinovou chromatografii. Hlavní předností tohoto detektoru je snadná obnova pracovního materiálu, detektor je tak zejména vhodný pro stanovení silně pasivujících látek. Jako pracovní materiál byly v rámci této práce vyzkoušeny mikrokuličky skelného uhlíku a mikročástice mědi. Nejprve byly otestovány základní elektrochemické vlastnosti detektoru na bázi skelného uhlíku při stanovení modelových látek hydrochinonu a hexakyanoželeznatanu draselného metodou FIA. Detektor pro obě modelové látky dosahoval vysokého stupně konverze okolo 100% a je ho tedy možné označit za coulometrický. Práce dále představuje možné praktické aplikace detektoru na bázi uhlíku stanovením pěti elektrochemicky aktivních látek úzce spjatých s lidským lékařstvím a farmacií – thymolu, tyrosinu, sulfamethizolu a vanilmandlové kyseliny (VMA) simultánně s homovanilovou kyselinou (HVA). Instrumentální náročnost použitých metod byla postupně navyšována až k HPLC stanovení s gradientovým programem. Tím bylo prokázáno, že detektor je možné použít v praxi pro všechny běžné aplikace. Pro všechny sledované látky bylo dosaženo obdobných limitů detekce jako v případě běžně používaných metod stanovení. Detektor vykazoval lineární průběh všech kalibračních závislostí od 100 µmol L–1 do limitu kvantifikace 0,97 µmol L–1 pro thymol, 1,60 µmol L–1 pro tyrosin, 0,04 µmol L–1 pro sulfamethizol, 1,31 µmol L–1 pro HVA a 0,65 µmol L–1 pro VMA. Výsledky stanovení tyrosinu byly v rámci této disertační práce dále použity pro porovnání detektoru na bázi mikrokuliček skelného uhlíku s detektorem plněným mikročásticemi mědi. Klasické elektrochemické stanovení bylo tedy porovnáno s detekcí založenou na komplexotvorné reakci. Na tomto porovnání bylo prokázáno, že detektor je kromě skelného uhlíku možné s výhodou plnit i kovovými mikročásticemi. Výsledky měření tyrosinu na skelném uhlíku byly porovnány s výsledky stanovení alaninu a fenylalaninu na mědi. Kalibrační křivky vykazovaly lineární průběh v celém rozsahu pouze při jejich vyhodnocení z ploch píků. Lineární dynamický rozsah byl v tomto případě od 1000 µmol L–1 do limitu kvantifikace – 13,5 µmol L–1 pro alanin a 4,7 µmol L–1 pro fenylalanin.
Abstract v angličtině:
ABSTRACT The aim of this thesis was development and initial testing of new porous electrochemical detector for flow-through arrangements, especially for flow injection analysis (FIA) and liquid chromatography. One of the most advantageous properties of the detector is simple renewal of working material and thus its suitability for determination of strongly passivating substances. Glassy carbon microbeads and copper microparticles were tested as a working material within this study. Initially, basic electrochemical properties of the glassy carbon-based detector were examined by FIA using hydroquinone and potassium ferrocyanide as model substances. For both model substances high degree of conversion was achieved (around 100 %), and thus it was concluded that glassy carbon-based detector can be considered as coulometric. Hereafter, practical application of the carbon-based detector are presented on five electrochemically active substances closely related to the human medicine and pharmacy – thymol, tyrosine, sulfamethizole and vanillylmandelic acid (VMA) simultaneously determinined with homovanillic acid (HVA). Complexity of instrumental arrangement of flow-through methods had been increasing consecutively up to the HPLC determination with gradient programme. It was proved that the carbon-based detector is suitable for all common practical applications. For all above mentioned substances, achieved limits of quantification were in compliance with those usually obtained by commonly used methods of determination. Linearity of all calibration dependences was observed in whole examined concentration range, i.e. from 100 µmol L–1 to individual limit of quantification: 0.97 µmol L–1 for thymol, 1.60 µmol L–1 for tyrosine, 0.04 µmol L–1 for sulfamethizole, 1.31 µmol L–1 for HVA and 0.65 µmol L–1 for VMA. Results of tyrosine determination were further used for the comparison of glassy carbon microbeads-based detector and detector filled with copper microparticles. Common electrochemical determination was thus compared to the detection based on complexing reaction. Possibility of advantageous use of metal microparticles as working material for developed electrochemical detector was confirmed. Tyrosine results obtained by determination on glassy carbon-based detector were compared to results of alanine and phenylalanine determination using copper microparticles-based detector. Obtained calibration dependences were linear in whole tested range only in case of peak area evaluation. Linear dynamic range was in interval of 1000 µmol L–1 to individual quantitation limit – 14.0 µmol L–1 for alanine and 4.7 µmol L–1 for phenylalanine.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Jan Mika 19.3 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Jan Mika 91 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Jan Mika 90 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. Jan Mika 354 kB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Karolina Pecková, Ph.D. 254 kB
Stáhnout Posudek oponenta Ing. Radovan Metelka, Ph.D. 103 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby prof. RNDr. František Opekar, CSc. 154 kB