Number of the records: 1
Analýza polárních látek plynovou chromatografií
Title statement Analýza polárních látek plynovou chromatografií [rukopis] / Roman Papoušek Additional Variant Titles Analýza polárních látek plynovou chromatografií Personal name Papoušek, Roman (dissertant) Issue data 2019 Phys.des. 101 s. (159 680 znaků) : il., grafy, schémata, tab. + 1 CD ROM Note Ved. práce Petr Barták Another responsib. Barták, Petr (školitel) Another responsib. Univerzita Palackého. Katedra analytické chemie (degree grantor) Keywords plynová chromatografie * hmotnostní spektrometrie * headspace * polární látky * chemická derivatizace * akrylamid * akrolein * isobutylboronová kyselina * alloxan * gas chromatography * mass spectrometry * headspace * polar compounds * chemical derivatization * acrylamide * acrolein * isobutylboronic acid * alloxane Form, Genre disertace dissertations UDC (043.3) Country Česko Language čeština Document kind PUBLIKAČNÍ ČINNOST Title Ph.D. Degree program Doktorský Degree program Chemie Degreee discipline Analytická chemie book
Kvalifikační práce Downloaded Size datum zpřístupnění 00225511-231985323.pdf 78 4.1 MB 27.03.2019 Posudek Typ posudku 00225511-ved-383856295.pdf Posudek vedoucího 00225511-opon-566187138.zip Posudek oponenta Průběh obhajoby datum zadání datum odevzdání datum obhajoby přidělená hodnocení typ hodnocení 00225511-prubeh-313559141.pdf 26.09.2013 27.03.2019 13.06.2019 S 2
Disertační práce je zaměřena na vývoj nových plynově-chromatografických metod určených pro separaci a stanovení vybraných polárních látek, pro které byly navrženy vhodné derivatizační postupy. Díky chemické derivatizaci bylo možné stanovit i polární sloučeniny, které by v jejich nativní podobě nebylo možno analyzovat. Teoretická část práce pojednává o definici polarity látek, problematice spojené s jejich analýzou, popisuje příčiny vedoucí k využití chemické derivatizace a v neposlední řadě rovněž podává přehled tradičních i méně častých derivatizačních způsobů. Teoretickou část uzavírají kapitoly poskytující bližší informace o vybraných polárních analytech, pro které byly v rámci této práce navrženy a vyvinuty prekoncentrační a derivatizační postupy, včetně chromatografických a detekčních podmínek. Výsledky práce zahrnují studium a vývoj metody určené pro současné stanovení akroleinu a akrylamidu, ve vzorcích tabákového kouře a kouře z elektronických cigaret. Pro tento účel byla navržena aparatura umožňující záchyt jak hlavního, tak vedlejšího kouře do vodného prostředí. Z důvodu vysoké polarity a nízké molekulové hmotnosti akroleinu i akrylamidu, bylo přistoupeno k jejich chemické derivatizaci prostřednictvím bromace. Výsledkem této modifikace bylo snížení polarity obou analytů, zvýšení jejich stability, molekulové hmotnosti a extrahovatelnosti. Vnesením atomů bromu do molekul těchto analytů bylo rovněž dosaženo lepší selektivity a nižších detekčních limitů. Navržená metoda byla úspěšně validována. Limit detekce byl v případě akrylamidu stanoven na 0,27 ug/cig. ek., a pro akrolein na 8,35*10-3 ug/cig. ek. Analýzou reálných vzorků byl zjištěn obsah akroleinu ve všech testovaných vzorcích, tzn. v tabákovém kouři i kouři z elektronických cigaret, u kterých je jeho přítomnost vysvětlena degradací glycerolu nacházejícího se v náplni tohoto zařízení. Přítomnost akrylamidu pak byla prokázána jen v případě kouře z tabákových výrobků. Mezi další studie prováděné v rámci této práce patří návrh, vývoj a validace headspace metody určené ke stanovení zbytkových rozpouštědel v kyselině isobutylboronové, která je využívána při syntéze protinádorového léčiva Bortezomibu. Z důvodu vysoké reaktivity a těkavosti této kyseliny bylo nezbytné, pro úspěšné stanovení přítomných zbytkových rozpouštědel, provedení jejího maskování pomocí činidla 1,8-diaminonaftalenu. Touto kondenzační reakcí byl připraven produkt, který již neměl tendenci přecházet do headspace fáze, a nedocházelo tak k poškozování stacionární fáze kolony jako v případě analýzy nemaskované kyseliny isobutylboronové. Celý navržený proces byl optimalizován a validován podle směrnic mezinárodních lékopisů. Další polární látkou, pro kterou byla v rámci této práce navržena analytická metoda, je alloxan. Tato sloučenina je známá svojí schopností způsobovat diabetes a existuje důvodné podezření na její přítomnost v bělené mouce. Alloxan je opět látka reaktivní a nízkomolekulární, pro niž byl vyvinut dvoukrokový derivatizační postup vedoucí ke snížení její polarity a zvýšení stability. V prvním derivatizačním kroku bylo využito dosud nepublikované kondenzační reakce mezi alloxanem a 4,5-dibrom-1,2-fenylendiaminem za vzniku 7,8-dibromalloxazinu, který byl v druhém kroku podroben silylaci. Díky vyšší retenci výsledného derivátu na nepolární stacionární fázi se podařilo získat pík jasně separovaný od matričních složek. Funkčnost metody byla ověřena prostřednictvím analýzy vzorku mouky spikovaného alloxanem, avšak u žádného z testovaných reálných vzorků nebyl obsah alloxanu prokázán. Z tohoto důvodu byla zaměřena pozornost na degradační produkty alloxanu - kyselinu alloxanovou a parabanovou. Obě kyseliny bylo možné analyzovat jako TMS deriváty, avšak ani tyto produkty vznikající rozkladem alloxanu nebyly v reálných vzorcích mouky detegovány.The dissertation is focused on the development of new gas-chromatographic methods, intended for separation and determination of selected polar substances, for which suitable derivatization procedures have been proposed. Chemical derivatization allowed for determination of polar compounds, which could not be analyzed in their native form. The theoretical part deals with the definition of the polarity of substances, the problems associated with their analysis, describes the causes leading to the use of chemical derivatization and last but not least, it also gives an overview of traditional and less frequent derivatization methods. The theoretical part is terminated with chapters providing more detailed information about selected polar analytes for which preconcentration and derivatization procedures have been proposed and developed, including chromatographic and detection conditions. The results include the study and method development for the simultaneous determination of acrolein and acrylamide in samples of tobacco smoke and smoke from electronic cigarettes. For this purpose, an apparatus for capturing both the main and the secondary smoke in the aqueous solution has been devised. Due to the high polarity and low molecular weight of acrolein and acrylamide, both analytes were chemically derivatized by bromination. As a result of this modification, the polarity of both analytes was reduced, their stability, molecular weight and extractability increased. Introduction of bromine atoms into the molecules of these analytes led to better selectivity and lower detection limits. The proposed method has been successfully validated. The limit of detection was 0.27 ug/cig. eq. for acrylamide and 8.35*10-3 ug/cig. eq. for acrolein. Analysis of real samples revealed acrolein content in all tested samples, i.e. in tobacco smoke as well as smoke from electronic cigarettes, in which its presence is explained by the degradation of glycerol present in the e-liquid. The presence of acrylamide was proved only in the case of smoke from tobacco products. Other studies in this thesis include the design, development and validation of a headspace method for determination of residual solvents in isobutylboronic acid, which is used in the synthesis of antitumor drug Bortezomib. Due to the high reactivity and volatility of this acid, it was necessary to use masking derivatization with 1,8-diaminonaphthalene, which allowed the determination of present residual solvents. This condensation reaction led to formation of a product that no longer tended to transfer into the headspace phase, and thus did not damage the stationary phase of the column as in the case of unmasked isobutylboronic acid. The entire proposed process has been optimized and validated according to international pharmacopoeia guidelines. Alloxane is another polar substance for which an analytical method has been proposed. This compound is known for its ability to cause diabetes and there is a reasonable suspicion of its presence in bleached flour. Alloxane is reactive and has low molecular weight. Therefore, a two-step derivatization process has been developed to reduce its polarity and increase stability. In the first derivatization step, a previously unpublished condensation reaction between alloxane and 4,5-dibromo-1,2-phenylenediamine was utilized to give 7,8-dibromalloxazine, which was silylated in the second step. Due to the higher retention of the resulting derivative on the non-polar stationary phase, a peak clearly separated from the matrix components was obtained. The performance of the method was verified by analyzing a sample of flour spiked with alloxan, but none of the tested real samples showed alloxane presence. For this reason, attention has been focused on the degradation products of alloxane, alloxanic and parabanic acid. Both acids could be analyzed as TMS derivatives. However, these alloxane decomposition products were not detected in real flour samples.
Number of the records: 1