velikost textu

Nelineární jevy v elektrokinetické chromatografii

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:
Nelineární jevy v elektrokinetické chromatografii
Název v angličtině:
Nonlinear phenomena in electrokinetic chromatography
Typ:
Disertační práce
Autor:
Bc. Magda Ördögová
Školitel:
Mgr. Pavel Dubský, Ph.D.
Oponenti:
RNDr. Dušan Koval, PhD.
prof. RNDr. Juraj Ševčík, Ph.D.
Id práce:
170141
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra fyzikální a makromol. chemie (31-260)
Program studia:
Fyzikální chemie (P1404)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
11. 9. 2019
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Klíčová slova:
Kapilární elektroforéza, elektrokinetická chromatografie, komplexační rovnováhy, nelineární jevy, PeakMaster 6, elektromigrační disperze, komigrace
Klíčová slova v angličtině:
Capillary electrophoresis, electrokinetic chromatography, complexing equilibria, nonlinear phenomena, PeakMaster 6, electromigration dispersion, comigration
Abstrakt:
Abstrakt V kapilární elektroforéze se často využívají komplexující činidla, protože interakce mezi analytem a komplexující látkou může vést k dosažení či zlepšení separace. Mezi metody, které komplexaci využívají, se řadí i elektrokinetická chromatografie a afinitní kapilární elektroforéza (ACE). ACE se využívá ke stanovování komplexačních konstant mezi analytem a komplexujícím činidlem. To se komplikuje v případě chirální separace, kdy na sobě parametry dvou analytů (enantiomerů) nejsou zcela nezávislé. V rámci práce byl proto navržen postup, který by při vyhodnocování komplexačních parametrů dvou enantiomerů měl být vždy používán. Současně bylo posouzeno i statistické vyhodnocení stanovených parametrů. Práce se dále zabývá stanovením metody, která umožňuje určit relativní migrační pořadí dvou enantiomerů ve dvou odlišných separačních systémech s komplexujícími činidly. Matematický popis elektroforézy je založený na rovnicích kontinuity, které jsou z definice nelineární. Rovnice je však možné linearizovat a získat tak aproximativní analytické řešení. Z tohoto přístupu vychází i nový generalizovaný model elektromigrace, který umožňuje zahrnout kompletní komplexační rovnováhy do teoretického popisu elektroforézy. Tak je možné predikovat různé jevy, včetně nelineárních, spojené s komplexací. Práce se zaměřuje na popis a experimentální ověření těchto jevů. Studovány byly změny v chování analytu i v chování systémových píků způsobené komplexací se složkou základního elektrolytu. Nelineární charakter elektroforetického procesu způsobuje trojúhelníkovitý tvar píků v elektroforéze. Běžnou praxí je fitovat tyto píky Haarhoff-van der Lindeho (HVL) funkcí, ačkoliv reálným píkům odpovídá tvar tzv. HVLR funkce. V rámci práce bylo pomocí simulací nepřímo dokázáno, že HVLR funkce konverguje na HVL funkci, a fitování experimentálních píků HVL funkcí je tak oprávněné. HVL či HVLR funkce je aproximativním řešením rovnic kontinuity, pokud pík migruje oddělen od všech ostatních píků v systému. Problém komigrujících píků v elektroforéze dosud nebyl adresován vzhledem k nelinearitě rovnic. V naší výzkumné skupině se podařilo nalézt aproximativní řešení pro dva komigrující píky analytů při zanedbání vlivu difúze. V rámci této práce byly navrženy a provedeny simulace a experimenty, pomocí kterých se teoreticky popsané jevy podařilo úspěšně ověřit.
Abstract v angličtině:
Abstract Capillary electrophoresis often uses complexing agents since the interaction between the analyte and the complexing agent can result in achieving or improving the separation. Examples of such methods can be electrokinetic chromatography or affinity capillary electrophoresis (ACE). ACE is used to determine the complexing parameters. In case of chiral separation, this issue gets complicated, since the parameters of the two analytes (enantiomers) are not completely independent to one another. Therefore, a procedure has been proposed in this thesis, that should always be used to evaluate the complexing parameters of two enantiomers. Statistical evaluation of these parameters was assessed as well. This work also proposes a method that allows to determine the relative migration order of two enantiomers in two different complexing separation systems. The mathematical description of electrophoresis is based on continuity equations, that are inherently nonlinear. However, these equations can be linearized to obtain an approximate analytical solution. There was recently presented a generalized model, that enables inclusion of complete complexing equilibria in the theoretical description of electromigration. Thus, various phenomena, including nonlinear ones, associated with complexation can be predicted. This thesis is focuesed on description and experimental verification of these phenomena. Changes in the analyte and the system peak behavior were studied. The nonlinear nature of the electrophoretic process causes a triangular peak shape. It is common practice to fit these peaks with Haarhoff-van der Linde (HVL) function, although the real peaks correspond to the shape of so-called HLVR function more. This work has proven by means of simulations that the HVLR function converges to the HVL function and thus fitting the experimental peaks with the HVL function is justified. HVL or HVLR function is an approximate solution to the continuity equations if the peak migrates separately from all other peaks. The issue of comigrating peaks has not yet been addressed in electrophoresis due to the nonlinearity. In our research group, an approximate solution for two comigrating analytes' peaks has been found (neglecting the diffusion). Simulations and experiments were designed and performed to successfully verify the theoretically described phenomena.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Bc. Magda Ördögová 206.81 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Bc. Magda Ördögová 184 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Bc. Magda Ördögová 178 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Bc. Magda Ördögová 395 kB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Dušan Koval, PhD. 1.29 MB
Stáhnout Posudek oponenta prof. RNDr. Juraj Ševčík, Ph.D. 360 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 755 kB