text size

Studium generování hydridů pro účely speciační analýzy arsenu spojené s AAS a AFS detekcí

Notice: I hereby declare that I am aware that the information acquired from theses published by Charles University may not be used for commercial purposes or may not be published for educational, scientific or other creative activities as activities of person other than the author.
Title:
Studium generování hydridů pro účely speciační analýzy arsenu spojené s AAS a AFS detekcí
Titile (in english):
Hydride generation study for arsenic speciation analysis with AAS and AFS detection
Type:
Rigorosum thesis
Author:
RNDr. Milan Svoboda, Ph.D.
Thesis Id:
134988
Faculty:
Faculty of Science (PřF)
Department:
Department of Analytical Chemistry (31-230)
Study programm:
Chemistry (N1407)
Study branch:
Analytical Chemistry (NANALD)
Degree granted:
RNDr.
Defence date:
10/04/2013
Defence result:
Pass
Language:
Czech
Keywords (in czech):
AAS, AFS, generování hydridů, speciační analýza arsenu, kryogenní záchyt
Keywords:
AAS, AFS, hydride generation, speciation analysis of arsenic, cryogenic trapping
Abstract (in czech):
Abstrakt Cílem práce byl rozvoj metodiky a instrumentace speciační analýzy založené na kombinaci selektivního generování substituovaných hydridů s detekcí atomovou absorpční nebo atomovou fluorescenční spektrometrií. Vývoj metodiky a instrumentace speciační analýzy arsenu založené na selektivním generování substituovaných arsanů a využívající záchytu v kryogenní pasti (t.j. chromosorbem plněné skleněné U-trubici) s AAS detekcí (HG-CT-AAS) byl prvním tématem této práce. Byly optimalizovány podmínky selektivního generování substituovaných hydridů a podmínky provozování pasti (výběr přístupu k hydridovému generování, úprava teplotního programu pasti, nově použité sušidlo - patrona s NaOH, možnosti eliminace nespecifické absorpce, možné snížení detekčních limitů). Důležitou součástí práce bylo použití optimalizovaného HG-CT-AAS systému s U-trubicí plněnou chromosorbem pro speciační analýzu arsenu v buněčné suspenzi myších jater. Bylo prokázáno, že buněčnou suspenzi lze dávkovat přímo do hydridového generátoru a tak správně uskutečnit speciační analýzu arsenu, včetně získání informace o oxidačním stavu (iAsIII,V, MAsIII,V a DMAsIII,V). Pro tyto typy vzorků bylo nutné optimalizovat koncentrace tetrahydroboratu, TRIS pufru a L-cysteinu a také dobu předredukce L-cysteinem. Bylo zjištěno, že nahrazení skleněné U-trubice křemennou vede k užším a lépe rozlišeným píkům jednotlivých arsanů, což významně přispělo ke zlepšení parametrů chromatogramu bez dramatického zásahu do celého systému kryogenní pasti. 73As 74As Spektrometrické i radiometrické (s využitím a radioindikátorů) experimenty prokázaly 100% účinnost záchytu arsanů i jejich uvolnění z U-trubice plněné chromosorbem. Tyto experimenty však zejména ukázaly na možnost miniaturizace kryogenní pasti. Na základě extenzivního testování různých materiálů a designů byla jako nejvhodnější varianta nové kryogenní pasti vybrána beznáplňová křemenná kapilára vnitřního průměru 0,53 mm ve tvaru písmene "I". Optimalizací podmínek pomocí radiometrických i spektrometrických experimentů byla dosažena 100% účinnost záchytu i uvolnění všech studovaných arsanů. Posledním tématem práce bylo použití atomového fluorescenčního spektrometru pro testování možnosti dalšího snížení detekčních limitů pro jednotlivé specie arsenu ve spojení s výše uvedeným systémem HG-CT. Dosažené extrémně nízké detekční limity dosahují hodnot 3,2 pg iAsIII; 0,8 pg MAsV; 1,1 pg DMAsV.
Abstract:
Abstract The general aim of this work was a development of methodology and instrumentation for speciation analysis based on the combination of the selective generation of substituted hydrides with atomic absorption or atomic fluorescence spectrometry detection. The first topic of this work was the development of methodology and instrumentation for arsenic speciation analysis based on selective generation of substituted arsines with trapping in the cryogenic trap (U-tube packed with chromosorb) with AAS detection (HG- CT-AAS). The conditions of the selective hydride generation approach as well as working procedure of the cryogenic trap were optimized (appropriate approach for hydride generation, set up of heating program of cryogenic trap, new dryer – cartidge with NaOH, elimination of unspecific absorption, decreasing of the detection limits). The second important part of the work lay in applying of the developed method for arsenic speciation analysis in a homogenized mouse liver tissue. The direct slurry sampling to hydride generator was develop. Moreover the information about oxidation state (iAsIII,V, MAsIII,V a DMAsIII,V) was obtain. The effect of relevant experimental parameters such as tetrahydroborate concentration, TRIS buffer concentration and time of pre-reduction of the samples by L-cysteine was investigated. The cryogenic trap made of quartz glass was successfully tested as an alternative to the borosilicate glass U-tube. Narrower peaks with higher resolution were obtained with this kind U-tube. The trapping and volatilization efficiency of arsines in the U-tube packed with 73As 74As chromosorb were 100% determinated by spectrometry and radiometry (with a radioindicators) experiments. All these results showed the possibility of miniaturization of the cryogenic trap. Several materials of the cryogenic trap were tested. An „I“ shaped quartz capillary (0.53 mm i.d.) without filling was found the most suitable reaching 100% trapping and volatilization efficiency. The final aim of this work was interfacing of the HG-CT system with the atomic fluorescence detector to reach lower detection limits for all arsenic forms. The detection limits 3.2 pg iAsIII; 0.8 pg MAsV; 1.1 pg DMAsV were achieved by this approach.
Documents
Download Document Author Type File size
Download Text of the thesis RNDr. Milan Svoboda, Ph.D. 1.92 MB
Download Abstract in czech RNDr. Milan Svoboda, Ph.D. 19 kB
Download Abstract in english RNDr. Milan Svoboda, Ph.D. 8 kB
Download Defence's report doc. RNDr. Ivan Jelínek, CSc. 102 kB