velikost textu

Studium komplexačních rovnováh kapilární zónovou elektroforézou

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:
Studium komplexačních rovnováh kapilární zónovou elektroforézou
Název v angličtině:
Study of complexation equilibria by capillary zone electrophoresis
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Martin Beneš
Školitel:
doc. RNDr. Iva Zusková, CSc.
Oponenti:
prof. RNDr. Pavel Coufal, Ph.D.
RNDr. Václav Kašička, CSc.
Id práce:
96283
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:
5. 9. 2014
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Abstrakt:
Kapilární zónová elektroforéza patří mezi hojně používané analytické metody vhodné k separaci chirálních analytů. Enantioselektivní prostředí je zajištěno přídavkem komplexačního činidla přímo do základního elektrolytu, což zajišťuje vysokou flexibilitu separačního systému – komplexační činidlo či jeho koncentrace mohou být snadno měněny. Interakce mezi analyty a komplexačním činidlem je charakterizována komplexačními rovnováhami, jejichž studium je předmětem této dizertační práce. Jednou z hlavních výhod kapilární elektroforézy je existence jejího kompletního matematického modelu a simulačních programů umožňujících předpovídat výsledky elektroforetických separací. Žádný z dosavadních modelů však není použitelný pro komplexující systémy. V rámci této práce byl představen matematický model elektroforézy rozšířený o komplexační rovnováhy. Model byl implementován do dynamického simulátoru elektroforézy Simul 5 a jeho platnost byla experimentálně ověřena. Nová verze programu Simul 5 Complex je schopna předpovědět mobilitu, amplitudu i tvar píku analytu v prostředí obsahujícím komplexační činidlo. V dalším kroku byly komplexační rovnováhy začleněny také do linearizovaného modelu elektromigrace simulátoru PeakMaster 5.3 Complex. Ten je schopen během několika vteřin předpovědět tvar píku v závislosti na separačním prostředí. Může tedy pomoci vybrat vhodné experimentální podmínky vedoucí k úzkým a symetrickým píkům (potlačení elektromigrační disperze) a optimalizaci separačních podmínek za výrazné úspory experimentálního času a chemikálií. Současně byl PeakMaster 5.3 Complex využit k vysvětlení vlivu komplexace analytu s komplexačním činidlem na tvar píku analytu. Komplexační činidlo přidané do základního elektrolytu může interagovat nejen s analyty, ale také se složkami pufru. Tato interakce může významně změnit vlastnosti základního elektrolytu jako pH, iontovou sílu či vodivost. Bylo prokázáno, že interakce komplexačního činidla se složkami pufru může také významně ovlivnit stanovení komplexačních parametrů. Komplexační parametry určené v takových systémech mohou být zcela nesprávné a tak poskytovat mylnou informaci o síle komplexace. Proto by měla být možnost interakce komplexačního činidla se složkami pufru prověřena před samotnými experimenty např. kontrolou pH po přídavku komplexačního činidla do základního elektrolytu.
Abstract v angličtině:
Capillary zone electrophoresis (CZE) is one of the most widely used analytical methods for separation of chiral analytes. In contrast to the other common chiral separation methods, chiral complexation agent is usually added directly to the background electrolyte to create enantioselective separation environment. Thus, the type and the concentration of chiral selector can be easily varied, which results in high flexibility of separation system. The detail understanding of electrophoretic separation systems with complexation involved is the main goal of this thesis. One of the most important advantages of capillary electrophoresis is existence of its complete mathematical model, which was implemented in several simulation programs. They can provide detail insight into the separation process or predict the separation results. However, none of the available simulators is suitable for complexing separation systems, which limits its applicability for chiral separation systems. For this reason, in the scope of this thesis we introduce the complete mathematical model of electromigration for separation systems with complexation agents. The model was implemented in our dynamic simulator Simul 5 and was verified experimentally. The new version of Simul 5 Complex provides the overall picture about the electrophoretic separation with complexation agents and allowed us to demonstrate the development of unforeseen electromigration dispersion connected with complexation. This phenomena was further elucidated using our second simulator PeakMaster 5.3 Complex, whose linearized model of electromigration was extended by complexation equilibria. The new version of PeakMaster 5.3 predicts the extent of electromigration dispersion of analyte peaks depending on concentration of complexation agent. Thus, it can be used for optimization of separation conditions to obtain symmetrical and sharp analyte peaks. Complexation agent added to the background electrolyte can interact not only with analytes but also with buffer constituents. This interaction can significantly influence the buffer properties, such as pH, ionic strength or conductivity. We showed that the value of complexation constant determined in the interacting buffers environment can be totally wrong and may provide misleading information about the strength of complexation. Therefore, the interaction of buffer constituents with the complexation agent should always be considered and tested before the very experiments, e.g. by pH measurement after adding of complexation agent to the separation buffer.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Martin Beneš 4.36 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Martin Beneš 32 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Martin Beneš 20 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. Martin Beneš 1.07 MB
Stáhnout Posudek vedoucího doc. RNDr. Iva Zusková, CSc. 63 kB
Stáhnout Posudek oponenta prof. RNDr. Pavel Coufal, Ph.D. 95 kB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Václav Kašička, CSc. 137 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 1.09 MB