velikost textu

Vývoj separačních metod pro stanovení perfluoralkylových karboxylových kyselin ve vzorcích životního prostředí

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 separačních metod pro stanovení perfluoralkylových karboxylových kyselin ve vzorcích životního prostředí
Název v angličtině:
Development of separation methods for determination of perfluoroalkyl carboxylic acids in envirnonmental samples
Typ:
Disertační práce
Autor:
RNDr. Veronika Dufková, Ph.D.
Školitel:
RNDr. Radomír Čabala, Ph.D.
Oponenti:
prof. RNDr. Ladislav Feltl, CSc.
RNDr. Róbert Kubinec, CSc.
Id práce:
83041
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra analytické chemie (31-230)
Program studia:
Analytická chemie (P1403)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
1. 3. 2012
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Klíčová slova:
perfluorované organické kyseliny, GC, životní prostředí
Klíčová slova v angličtině:
perfluorinated organic acids, GC, environment
Abstrakt:
ABSTRAKT Byla vypracována kompletní, citlivá a selektivní metoda stanovení perfluoralkylových karboxylových kyselin (PFCA, C5 – C12) ve vzorcích říčních vod metodou plynové chromatografie. Nejprve byla vyvinuta a optimalizována rychlá derivatizční reakce účinkem chlormravenčanu isobutylnatého, při které jsou jednotlivé perfluoralkylkarboxylové kyseliny převedeny na jejich těkavější isobutylestery. Dalším úkolem bylo nalezení nejvhodnější stacionární fáze pro separaci těchto analytů. Byly proměřeny retenční charakteristiky isobutylesterů PFCA na 9 běžně dostupných kapilárních kolonách s různými stacionárními fázemi. Na vybrané koloně Rtx-200MS byly sledovány fyzikálně-chemické parametry interakce analytů se stacionární fází a tyto parametry byly porovnány s nefluorovaným homologem (kyselinou oktanovou). K dispozici byl velmi citlivý plynový chromatograf s hmotnostní detekcí a negativní chemickou ionizací, který je vhodný pro vybraný druh fluorovaných látek. Důkazem jsou i naměřené instrumentální limity detekce a stanovitelnosti, které se pohybují pro isobutylestery PFCA v rozmezí 0,05 – 9,7 ng mL-1 (LOD) a 0,16 – 32,2 ng mL-1 (LOQ). Dalším krokem naší práce bylo nalezení vhodné prekoncentrační techniky pro reálné vodné vzorky. Takovou metodou se stala extrakce na tuhé fázi s využitím SPE kolonek SupelTM-Select HLB, kde byly analyty zachytávány ve formě iontového páru. Touto technikou došlo k 400-násobnému zkoncentrování vodných vzorků, dosažené recovery v říčních vodách se pohybovalo v rozmezí 53 – 111 % v závislosti na délce perfluorovaného řetězce. Tato metoda byla následně testována na vzorcích vod z Vltavy a Labe odebraných během podzimu 2010 a zimy 2011. Ve všech analyzovaných vzorcích byla nalezena PFOA v koncentračním rozpětí 4 (LOD) – 28 pg mL-1 a PFNA v rozmezí 0,1 (LOQ) – 4 pg mL-1. Vyvinutá metoda je tedy použitelná pro stanovení PFCA ve vzorcích životního prostředí. Posledním úkolem této práce bylo srovnání dané metody s dalšími separačními technikami, tedy s HPLC-MS a CE-MS. Optimalizovaná metoda CE-MS byla ve spojení s použitou SPE prekoncentrační metodou testována na vzorcích říční vody Dunaje. Koncentrace analytů se však pohybovaly pod mezí detekce této metody. Srovnáním těchto technik lze říci, že výhodou kapilární elektroforézy byla rychlost separace 10 analytů do 3 minut, výhodou metody GC-NCI-MS zase její citlivost.
Abstract v angličtině:
ABSTRACT A complete, sensitive and selective procedure was developed for gas chromatographic determination of perfluoroalkyl carboxylic acids (PFCAs, C5 – C12) in river water samples. A rapid and simple derivatization procedure was developed and optimized at first, using isobutyl chloroformate (IBCF) to convert the acids into the more volatile isobutyl esters. The second task was to find the most suitable stationary phase for separation of perfluoroalkyl carboxylic acids by GC. The retention characteristics of PFCA isobutyl esters were measured and compared on 9 different stationary phases. The physical-chemical parameters of analyte interactions with stationary phase were monitored on selected column Rtx-200MS, and these parameters were compared with a non-fluorinated homologue – octanoic acid. A sensitive GC-MS system was used with negative chemical ionization, which is suitable for the selected type of fluorinated analytes. The developed method exhibits very low limits of detection and determination of PFCA isobutyl esters: 0.05 – 9.7 ng mL-1 (LOD) and 0.16 – 32.2 ng mL-1 (LOQ). An optimum pre-concentration technique was found for real water samples, where SPE SupelTM-Select HLB cartridges were used. In these cartridges, PFCAs were captured as ion- pairs with enrichment factor of 400. The recoveries of the PFCAs in the spiked river water samples are within the range from 53 to 111%, depending on the lengths of the perfluorinated chains of the acids. The practical applicability of this technique was tested on the Vltava river and the Elbe river water samples collected during autumn 2010 and winter 2011. All the analyzed samples contained PFOA and PFNA with concentration ranges from 4 (LOD) to 28 and 1 to 4 pg mL-1, respectively. The last step in our work was comparing this method with other separation techniques, such as HPLC-MS and CE-MS. The Danube river samples were tested using SPE pre- concentration step followed by the optimized CE-MS method. However, this method was not sensitive enough and the PFCA concentrations in Danube samples were obtained under the LOD values. On one hand, the advantage of CE-MS method is short analysis time – separation of 10 analytes (C5 – C14) just in 3 minutes, on the other hand, advantage of GC-NCI-MS method is its huge sensitivity.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce RNDr. Veronika Dufková, Ph.D. 4.2 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce RNDr. Veronika Dufková, Ph.D. 53 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky RNDr. Veronika Dufková, Ph.D. 26 kB
Stáhnout Posudek oponenta prof. RNDr. Ladislav Feltl, CSc. 935 kB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Róbert Kubinec, CSc. 60 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 1013 kB