text size

Stanovení elektroforetické mobility alkalických kationtů v micelárních systémech

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the information acquired from theses published by Charles University may not be used for commercial purposes or may not be published for educational, scientific or other creative activities as activities of person other than the author.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:
Stanovení elektroforetické mobility alkalických kationtů v micelárních systémech
Titile (in english):
Determination of electrophoretic mobility of alkaline cations in micellar systems
Type:
Diploma thesis
Author:
Mgr. Ludmila Müllerová
Supervisor:
prof. RNDr. Bohuslav Gaš, CSc.
Opponent:
RNDr. Václav Kašička, CSc.
Thesis Id:
97451
Faculty:
Faculty of Science (PřF)
Department:
Department of Physical and Macromolecular Chemistry (31-260)
Study programm:
Chemistry (N1407)
Study branch:
Physical Chemistry (NFYZD)
Degree granted:
Mgr.
Defence date:
31/05/2011
Defence result:
Excellent
Language:
Czech
Keywords (in czech):
elektroforéza mobilita
Keywords:
electrophoresis mobility
Abstract (in czech):
Abstrakt Micelární elektrokinetická chromatografie (MEKC) je široce používaná analytická separační metoda. Pro dosažení separace využívá interakci analytů s nabitými micelami obsaženými v základním elektrolytu (BGE). Přítomnost nabitých micel ovlivňuje nejen mobility analytů, ale i mobility malých anorganických iontů, které jsou obvykle součástí BGE. Pochopení těchto interakcí je nezbytné ke zpřesnění modelů popisujících separace v BGE obsahujících micely. Ke stanovení fyzikálně chemických konstant (například interakčních konstant a mobilit komplexů) pomocí kapilární elektroforézy je třeba přesně určit hodnoty efektivních mobilit. K tomu je nutné i přesné stanovení mobility elektroosmotického toku (EOF), to je ale v BGE obsahujícím nabité micely problematické, protože může docházet k interakci neutrálního EOF markeru s micelami a tím k jeho mobilizaci. V rámci této práce byla navržena nová dvoudetektorová metoda stanovení efektivní mobility v BGE obsahujícím interagující složku. Při této metodě se analyt nachází v BGE obsahujícím nabité micely, zatímco EOF marker je obklopen BGE bez micel a nemůže tedy s micelami interagovat. Navrženou dvoudetektorovou metodou byly stanoveny mobility sodného kationtu v závislosti na koncentraci dodecylsulfátu lithného tvořícího micely. Současně byly použity různé způsoby zpracování takto získaných experimentálních dat a bylo zhodnoceno, která zjednodušení lze použít bez ztráty přesnosti výsledků. Na základě výsledků dvoudetektorové metody bylo zjištěno, že thiomočovina je vhodným neutrálním markerem pro BGE obsahující dodecylsulfátové micely. Protože dvoudetektorová metoda využívá mobilizaci obsahu kapiláry aplikací tlaku, je její fungování do jisté míry závislé na spolehlivosti a dobré reprodukovatelnosti pohybu roztoku kapilárou v důsledku aplikace tlaku. Proto byla provedena měření viskozity roztoků pomocí instrumentace pro kapilární elektroforézu a byl vyhodnocen vliv experimentálních faktorů a způsobu zpracování experimentálních dat na stanovení viskozity. Z výsledků vyplývá, že přestože instrumentace pro kapilární elektroforézu není zcela vhodná pro stanovování absolutních hodnot viskozit, tato nepřesnost nemá vliv na fungování navržené dvoudetektorové metody. Dále byly změřeny závislosti efektivních mobilit alkalických kationtů cesného, draselného a sodného na koncentraci dodecylsulfátu lithného za použití thiomočoviny jako EOF markeru. Vyhodnocení získaných dat pomocí obecně používaného modelu poskytuje nerealistické hodnoty mobilit komplexů kationtu s micelou. Z toho vyplývá, že tento běžně používaný model je pro malé anorganické ionty zcela nevyhovující. Zpřesnění tohoto modelu bude předmětem dalšího studia.
Abstract:
Abstract Micellar electrokinetic chromatography is a widely used analytical separation technique. To achieve separation, it uses interaction of analytes with charged micelles present in the background electrolyte (BGE). Not only the mobilities of analytes but also mobilities of small inorganic ions, usually contained in the BGE, are influenced by the presence of micelles. Description of interactions between inorganic ions and micelles is needed for better understanding electrophoretic separations in BGEs containing micelles. Determination of physico-chemical constants (interaction constants, mobilities of complexes) by capillary electrophoresis is based on accurate determination of effective mobilities. For this reason, accurate determination of mobility of electroosmotic flow (EOF) is also necessary but complicated in BGEs containing charged micelles, because the neutral EOF marker can be mobilized by interaction with the micelles. In this work a new two-detector method for determination of effective mobility in interacting BGEs was proposed. In this method the analyte is placed in the BGE containing charged micelles, while the marker zone is in the BGE without micelles and so the possible interaction is avoided. Using this method, dependence of sodium cation mobility on concentration of lithium dodecylsulphate forming micelles was measured. Several approaches of experimental data treatment were compared and possible simplifications that do not cause loss of precision were considered. Results of the two-detector method showed that thiourea is a suitable EOF marker for BGEs containing dodecylsulfate micelles. As the two-detector method uses a pressure mobilization of capillary content, its precision can be influenced by reliability and reproducibility of this mobilization. Therefore viscosity measurements were performed using equipment for capillary electrophoresis. Influence of experimental factors and data treatment on determined viscosity was examined. Results showed that even though the capillary electrophoresis instrumentation is not fully suitable for viscosity determination, the inaccuracy will not influence results and precision of the two-detector method. Dependences of alkaline cations mobilities on lithium dodecylsulfate concentration were measured using thiourea as a suitable EOF marker. Evaluation of experimental results with models used so far provides unrealistic mobilities of complexes of cation with the micelle. It means that such model is not suitable for small inorganic ions. Further studies will be needed to get a better insight to the problem.
Documents
Download Document Author Type File size
Download Text of the thesis Mgr. Ludmila Müllerová 1.52 MB
Download Abstract in czech Mgr. Ludmila Müllerová 120 kB
Download Abstract in english Mgr. Ludmila Müllerová 9 kB
Download Supervisor's review prof. RNDr. Bohuslav Gaš, CSc. 123 kB
Download Opponent's review RNDr. Václav Kašička, CSc. 134 kB
Download Defence's report 380 kB