SUPERVISOR
Mohammad Saraji,Taghi Khayamian
محمد سراجی (استاد راهنما) تقی خیامیان (استاد مشاور)
STUDENT
Hoda Ghambari
هدی قمبری
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده شیمی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1391
TITLE
Development of new dispersive liquid and solid phase microextraction methods for analysis of environmental samples using chromatographic methods
Present thesis has been focused on dispersive liquid–liquid microextraction (DLLME) and synthesis of the magnetic composites for application in dispersive micro-solid phase extraction (D-?-SPE). In the first study, Trace analysis of chlorophenols (4-chlorophenol, 2,4-dichlorophenol, and 2,4,6-trichlorophenol) in water was performed by simultaneous silylation and DLLME followed by gas chromatography with mass spectrometry. DLLME was carried out using an extraction solvent lighter than water ( n -hexane), acetone as disperser solvent and N , O -bis(trimethylsilyl)trifluoroacetamide as derivatization reagent. Under the optimum conditions, the calibration graphs were linear in the range of 0.05–50 ng/mL and the limit of detection (LOD) was 0.01 ng/mL. Besides, the method was applied for the analysis of real samples. In the second study, three modes of DLLME using organic solvent and ionic liquids (ILs) as extractant, were compared for extraction of three groups of compounds with various functionalities. For the analytes with polar functionalities, mostly better results were obtained by ILs. By contrast for hydrocarbons without polar functionalities extraction by chloroform led to better results. In these cases which, dispersion force was the main intermolecular interaction, refractive index of solvent and analyte was more appropriate parameter to predict extraction performance than K ow . It was also revealed that DLLME solely is not successful for extraction of very hydrophilic analytes. In the third study, the possibility of use of liquid anion exchangers in DLLME for the direct extraction of inorganic anions (nitrite, bromide, nitrate and iodide) was evaluated. In this technique, chloroform containing a liquid anion exchanger (trioctylamine) and acetone were used as extractant and disperser solvent, respectively and the analytes were determined by HPLC with UV-Vis detection. Under the optimum conditions, enrichment factors between 94 and 244 were obtained and LODs were in the range of 0.1-0.6 ng/mL. Finally, the proposed method was applied for the analysis of river, tap, spring and mineral water samples. In the fourth study, a composite of Fe 2 CoO 4 magnetic nanoparticles and polystyrene was synthetized by a simple, fast and one-step method and employed as sorbent in D-?-SPE format for extraction of parabens (methylparaben, ethylparaben, propylparaben and butylparaben) from water samples. Analytes detection was performed by LC-MS/MS. In this study, polystyrene trays, previously used for food packaging, was employed as polymeric source for the synthesis of magnetic composites. Under the optimum conditions, LODs were in the range of 0.05-0.15 ng/mL. River water, creek water and tap water samples were used for the evaluation of the method and the relative recoveries were calculated for these samples. In the fifth study, porosity improvement of magnetic polyamide composite by a simple method is offered in order to manufacturing high-efficiency D-?-SPE sorbent. Incorporation of a secondary polymer (polyethylene imine) to polymeric network and then removal of that, resulted to creation of spaces in the polymeric network and its porosity enhancement. The extraction capability of the sorbent was evaluated by determining six benzophenones in water using UPLC-PDA. Under the optimum conditions, LODs were obtained in the range of 0.5-4.3 ng/mL and relative standard deviations were in the range of 1.7-5.6%. Furthermore, the method applicability was investigated by the analysis of real samples.
به طور کلی تمرکز این رساله بر روش ریز استخراج مایع-مایع پخشی و سنتز کامپوزیت های مغناطیسی برای کاربرد به عنوان جاذب در روش ریز استخراج فاز جامد پخشی است. در مطالعه اول، اندازه گیری کلروفنول ها (4-کلروفنول، 2و4- دی کلروفنول و 2و4و6- تری کلروفنول) در نمونه های آبی با ریز استخراج مایع- مایع پخشی به همراه مشتق سازی سیلانه کردن و سپس کروماتوگرافی گازی- اسپکترومتری جرمی انجام شد. ریز استخراج مایع-مایع پخشی با استفاده از حلال استخراج کننده سبکتر از آب ( n - هگزان)، استون به عنوان حلال پاشنده و O,N - بیس تری متیل سیلیل تری فلورو استامید به عنوان عامل مشتق ساز توسعه داده شد. در این مطالعه مشتق سازی همزمان با ریز استخراج انجام شد. تحت شرایط بهینه، نمودار های کالیبراسیون در محدوده 05/0 تا 50 نانوگرم بر میلی لیتر خطی بودند و حد تشخیص 01/0 نانوگرم بر میلی لیتر بدست آمد. همچنین، روش ارائه شده برای آنالیز نمونه های حقیقی بکار گرفته شد. در مطالعه دوم، سه شیوه ریز استخراج مایع- مایع پخشی با استفاده از حلال آلی و مایعات یونی به عنوان حلال استخراج کننده برای استخراج سه دسته از ترکیبات با گروه های عاملی مختلف، مقایسه شدند. برای آنالیت های با گروه های عاملی قطبی، اغلب نتایج بهتری توسط مایعات یونی بدست آمد. در مورد هیدروکربن های بدون گروه های عاملی قطبی، استخراج با کلروفرم به نتایج بهتری منجر شد. در این مورد، که نیروهای پراکندگی برهمکنش بین مولکولی عمده بودند، ضریب شکست حلال و آنالیت ها پارامتر مناسب تری از log K ow برای پیش بینی کارایی استخراج بود. همچنین مشخص شد که ریز استخراج مایع- مایع پخشی به تنهایی برای استخراج آنالیت هایی با آب دوستی بالا، روش مناسبی نیست. در سومین مطالعه، امکان استفاده تبادل گرهای آنیون مایع در ریز استخراج مایع- مایع پخشی برای استخراج مستقیم آنیون های معدنی (نیتریت، برمید، نیترات و یدید)، ارزیابی شد. در این روش کلروفرم حاوی یک تبادلگر آنیون مایع (تری اکتیل آمین) به عنوان استخراج کننده و استون به عنوان حلال پاشنده استفاده شد و آنالیت ها توسط کروماتوگرافی مایع با آشکارساز فرابنفش- مرئی اندازه گیری شدند. تحت شرایط بهینه فاکتورهای تغلیظ 244-94 و حدود آشکارسازی 6/0-1/0 نانوگرم بر میلی لیتر حاصل شدند. در نهایت، روش پیشنهادی برای بررسی نمونه های آب رودخانه، آب لوله کشی شهر، آب چشمه و آب معدنی بکار گرفته شد. در مطالعه چهارم، یک کامپوزیت نانوذرات مغناطیسی Fe 2 CoO 4 و پلی استایرن با یک روش یک مرحله ای ساده و سریع سنتز شد. کامپوزیت سنتز شده به عنوان جاذب در روش ریز استخراج فاز جامد پخشی برای استخراج پارابن ها (متیل پارابن، اتیل پارابن، پروپیل پارابن و بوتیل پارابن) از نمونه های آبی مورد استفاده قرار گرفت و آنالیت ها توسط کروماتوگرافی مایع- اسپکترومتری جرمی اندازه گیری شدند. در این مطالعه، پلی استایرن استفاده شده در بسته بندی مواد غذایی به عنوان منبع پلیمر در سنتز کامپوزیت بکار گرفته شد. تحت شرایط بهینه، حد تشخیص های 15/0-05/0 نانوگرم بر میلی لیتر بدست آمد. نمونه های آب رودخانه، آب کانال و آب لوله کشی با روش پیشنهاد شده مورد ارزیابی قرار گرفتند و مقادیر درصد بازیابی نسبی محاسبه شدند. در پنجمین مطالعه، بهبود تخلخل کامپوزیت مغناطیسی پلی آمید به منظور ساخت یک جاذب با کارایی بالا برای استفاده در ریز استخراج فاز جامد پخشی، انجام شد. ورود یک پلیمر ثانویه (پلی اتیلن ایمین) به ساختار شبکه پلیمری کامپوزیت و سپس حذف آن، منجر به ایجاد فضاهای خالی در شبکه پلیمری و افزایش تخلخل آن شد.کارایی استخراج این جاذب با تعیین بنزوفنون ها در نمونه های آبی با استفاده از کروماتوگرافی مایع با آشکارساز آرایه فوتودیود، ارزیابی شد. تحت شرایط بهینه، حد تشخیص های در حد 3/4- 5/0 نانوگرم بر میلی لیتر و انحراف استاندارد نسبی 6/5-7/1 درصد برای روش به دست آمد. همچنین کاربرد روش در آنالیز نمونه های حقیقی بررسی شد.